3.3超级电容器在电动汽车上的应用
(1)超级电容器的技术性能电动汽车要求单体超级电容器的容量达到1500F以上,以满足电动汽车峰值功率输出的要求。在电动汽车上最常采用的超级电容器是以活性炭作为正负极的“炭基超级电容”,以氧化镍为正极、活性炭为负极的“杂化超级电容器”。其中“杂化超级电容器”的体积小于“炭基超级电容”的体积,在电动汽车上安装和使用更为方便。
超级电容器具有充放电快速、功率释放能力强、清洁无污染、寿命长等优点。可以作为电动汽车与燃料电池汽车的主电源或辅助电源,或与动力电池组及燃料电池共同组成“电-电”藕合电力供应系统,可以满足燃料电池汽车和混合动力汽车提高峰值功率的要求,并能够减小动力电池组的容量和体积,保护和延长动力电池组的寿命。
(2)超级电容器的充电和放电超级电容器在充电和放电时,受放电电流及放电时温度的影响较大,如图44和图45所示为UCT型超级电容器的放电特性。
在电动汽车上,需要将多个单体超级电容器串联和并联,以满足电动汽车“电-电”电力藕合驱动平台的总电压匹配的要求,及比功率大于1kW/kg的要求。在多个单体超级电容器间应采用“多单体技术”以平衡多个单体超级电容器之间的电压。
用超级电容器和动力电池组共同组成“电-电”电力藕合系统,即可充分发挥超级电容器的特点,超级电容器在电动机启动时提供大功率的电流,迅速实现“停车,启动”的控制,并保护动力电池组。另外电动汽车在滑行或下坡时,超级电容器能够大容量快速充电,提高了电动汽车的节能效率。而电池组则会受到电池充电特性的影响,降低能量回收的效能。
电动汽车在使用超级电容器时,无污染,无噪声,即使在工作电压和环境温度变化不良的条件下,充放电循环次数也可达万次左右,显著高于动力电池组的循环次数,我国已有用超级电容器独立提供电能的电动汽车试验车。