超級電容器在電動車輛的應用——城市公共交通現(xiàn)代化最佳方案

　　超級電容器電動大客車是城市公共交通現(xiàn)代化的最佳方案——環(huán)保、節(jié)能、成本低！

　　一、超級電容器的技術(shù)特點

　　超級電容器的研制成功是儲能設(shè)備（蓄電池）的一次革命：其他儲能設(shè)備，都是由電能轉(zhuǎn)變成化學能，再由化學能轉(zhuǎn)變成電能，兩次轉(zhuǎn)變能量有損失，超級電容器直接充電，再直接放電，能量形式?jīng)]有轉(zhuǎn)變，能量也沒有損失；充放電效率高達98%，經(jīng)濟價值大，只有鉛酸電池的70%。

　　超級電容器是上個世紀七十年代末，出現(xiàn)的一種產(chǎn)品，它突破了傳統(tǒng)的電容器設(shè)計思想，電容器由微法拉級提高到法拉級（1法拉=106微法拉），創(chuàng)造出1000法拉級超級電容器；到上個世紀末，又先后出現(xiàn)了10,000-100,000法拉的牽引型超級電容器，從此超級電容器開始進入電池應用市場(Rialto)，出現(xiàn)了超級電容器電動車的新概念，它以其優(yōu)異的性能，改變了人們的傳統(tǒng)認識，建立了全新的交通運輸(Tran Sport)電動車的設(shè)計思想。

　　超級電容器比功率大，其特性是：充電時，充電量大，充電量快；放電時，放電量大，放電量快。在電動車輛運行時，起步快，加速快，爬坡有力，比鉛酸電池大30多倍，這是電動車能用得上最重要的性能。

　　超級電容器比能量小，其特性是：同等重量超級電容器續(xù)駛里程，僅為鉛酸電池的1/3，這是超級電容器一大缺陷。超級電容器續(xù)駛里程短，跑不遠；但充電速度(Tempo)快，可以彌補續(xù)駛里程短的缺陷，補救的方法是在城市交通線路的兩頭建立充電站，這樣超級電容器電動車的續(xù)駛里程，可以不受限制。

　　二、超級電容器的優(yōu)點：

　　1、超級電容器是綠色能源（活性炭），不污染環(huán)境。

　　2、超級電容器壽命長（1-10萬次）；鉛酸電池壽命短（500次），易損壞，難管理，是鉛酸電池的20~200倍，可以與設(shè)備同命運。

　　3、超級電容器充電速度(Tempo)快（0.3秒~15分鐘）；鉛酸電池充電時間長（5~8小時），很多電池就是充電時間長，續(xù)駛里程短。

　　4、超級電容器充放電效率高（98%）；鉛酸電池充放電效率低（70%）；

　　5、超級電容器功率密度高（10.000W/kg）；鉛酸電池功率密度低（300W/kg），差30多倍。

　　6、超級電容器徹底免維護，工作溫度范圍（-40~50）；鉛酸電池電動車在-40℃續(xù)駛里程減少90%，超級電容器只減少10%。

　　7、超級電容器電動大客車能量回收強，緊急制動能量回收高達75%；鉛酸電池能量回收僅為5%，這點對公共大客車太重要了，可以節(jié)約大量的燃料。

　　8、相對成本低。超級電容器價格比鉛酸電池高一倍在大量生產(chǎn)后價格還會下降；但超級電容器的壽命比鉛酸電池高10倍，這點對公共大客車產(chǎn)業(yè)化非常重要。

　　三、二元動力超級電容器電動車為什么能省油？為什么能減少污染？

　　二元動力超級電容器電動車，其中最大的優(yōu)點，就是充分發(fā)揮超級電容器在低轉(zhuǎn)數(shù)，大負荷情況下，能量基本不受損失；在減速、下坡、剎車情況下，其能量能回收。避開內(nèi)燃機在低轉(zhuǎn)速、大負荷；高轉(zhuǎn)速、高負荷費油的狀態(tài)下運行，使發(fā)動機永遠在最佳狀態(tài)下運行，即省了油，又減少了污染，二元動力超級電容器電動車能節(jié)油30%~50%，減少污染70%~90%。

　　——起步階段：轉(zhuǎn)數(shù)低、負荷大、費油；這個階段內(nèi)燃發(fā)電機組在最佳狀態(tài)運轉(zhuǎn)，這時要用超級電容器啟動、加速，并向超級電容器充電。

　　——正常運轉(zhuǎn)階段：這時內(nèi)燃發(fā)電機組是在最佳狀態(tài)運行，并向電動機輸出動力，這時公共大客車負荷最小，也最省油，并向超級電容器充電。

　　——高速(High Speed)運轉(zhuǎn)階段：內(nèi)燃發(fā)電機組向電動機輸出穩(wěn)定的動力，超級電容器也向電動機輸出動力。這個階段電動機轉(zhuǎn)數(shù)高、負荷也大，公共大客車車速也最快。

　　——剎車、停車、減速、下坡階段：這時發(fā)電機組、超級電容器停止向電動機輸出動力，這時大客車所儲備的動能，電動機轉(zhuǎn)變成發(fā)電機向超級電容器充電，能吸收70%的動能，尤其城市公共交通，能節(jié)省大量的燃料。

　　四、我國在超級電容器技術(shù)方面處于領(lǐng)先地位

　　我國黑龍江、哈爾濱巨容公司，經(jīng)自主研究開發(fā)超級電容器，在技術(shù)上在國際上處于領(lǐng)先地位，擁有獨立的知識產(chǎn)權(quán)，產(chǎn)品的技術(shù)水平與俄羅斯同類產(chǎn)品相近（見表3）。俄羅斯的產(chǎn)品被17屆國際電動車年會（EVS-17）評價為目前國際上最先進的超級電容器，知識產(chǎn)權(quán)價值2億美元。

　　我國哈爾濱巨容公司的超大電容VC系列產(chǎn)品是采用國內(nèi)各種成熟技術(shù)，以優(yōu)化組合而制成的，所以具有成熟的技術(shù)基礎(chǔ)和產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)。產(chǎn)品經(jīng)過幾年的運行試驗，性能指標完成符合設(shè)計要求，產(chǎn)品已列入了國家的863項目，并出口到美國、加拿大等國家。

　　以上情況證明該產(chǎn)品的技術(shù)具有一定的先進性和成熟性，具備了裝備各種電動車的基本條件。