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电动汽车超级电容器
阅读:235时间:2018-09-25 09:06:03

    超级电容器(super capacitor)又叫电化学电容器、双电层电容器,是一种新型的电容器,它的出现使得电容器的极限容量骤然上升了3一4个数量级,达到了1护F/g级以上的大容量。它不同于传统意义上的电容器,它类似于充电电池,但比传统的充电电池(镍氢电池和锂离子电池)具有更高的比功率和更长的循环寿命,其比功率可达到1 kW/kg数量级以上,循环寿命在万次以上(使用年限超过5年)。

目录

特点

   超级电容器在充电一放电的整个过程中,没有任何化学反应和无高速旋转等机械运动,不存在对环境的污染,也没有任何噪声,结构简单,质量轻,体积小,是一种更加理想的储能器。超级电容器是在混合动力汽车和电动汽车停车时,由外接电源向超级电容器充电使电容器集聚大量的电荷,然后在电动汽车行驶时放电,向驱动电动机提供电能;超级电容器能够实现快速充电,在极短时间内即可完成电容器的充电。

作用

   由于电动汽车频繁启动和停车,使得蓄电池的放电过程变化很大。在正常行驶时,电动汽车从蓄电池中吸取的平均功率相当低,而加速和爬坡时的峰值功率又相当高,一辆高性能的电动汽车的峰值功率与平均功率之比可达到16:1。事实上,电动汽车行驶中,用于加速和爬坡时所消耗的能量占到总能耗的2/3。在现有电池技术条件下,必须在蓄电池比能量和比功率以及比功率和循环寿命之间做出平衡,而难以在一套能源系统上同时追求高比能量、高比功率和长寿命。为了解决电动汽车续驶里程与加速爬坡性能之间的矛盾,可以考虑采用两套能源系统,其中由主能源提供最佳的续驶里程,而由辅助能源系统在加速和爬坡时提供短时的辅助动力。辅助能源系统的能量可以直接取自主能源,也可以在电动汽车刹车或下坡时回收可再生的动能。选用超级电容器作辅助能源已引起广泛关注,日本的本田和马自达公司已生产出了以超级电容器作辅助能源的混合动力燃料电池汽车。
   大功率的超级电容器对于电动汽车的启动、加速和上坡行驶具有极其重要的意义,超级电容器极低的比能量使得它不可能单独用作电动汽车能量源,但作为辅助能量使用具有显著优点。在汽车启动和爬坡时快速提供大电流及大功率电流,在正常行驶时由主动力源快速充电,在刹车时快速存储发电机产生的大电流,这可减少电动汽车对蓄电池大电流充电的限制,大大延长蓄电池的使用寿命,提高电动汽车的实用性,对于燃料电池电动汽车的启动更是不可少的。若超级电容器的容量能进一步提高,可望取代电池使用。鉴于电化学超级电容器的重要性,各工业发达国家都给予了高度重视,成为国家重点战略研究和开发项目。如1996年欧共体制定了电动汽车超级电容器的发展计划(Development of Super一capacitor for Electric vehicle ) ,美国能源部(包括美国军方)也制定了相应的发展超级电容器的研究计划,开发目标是要达到1500 W/kg的比功率,循环使用寿命在10000次以上。
   超级电容器在电动汽车中的作用与蓄电池类似。用超级电容器代替电动汽车中蓄电池的汽车较少。本田FCX燃料电池汽车为使用超级电容器的一个实例。。超级电容器仅在启动的瞬间扮演汽车驱动系统主要动力源的角色,而在其他条件下充当的是辅助动力源的角色。可见在低速和启动时,超级电容器

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