超級電容器在電動車輛的應用
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摘要： 超級電容器電動大客車是城市公共交通現代化的最佳方案——環保、節能、成本低！一、超級電容器的技術特點超級電容器的研制成功是儲能設備（蓄電池）的一次革命：其他儲能設備，都是由電能轉變成化學能，再由化學能轉變成電能，兩次轉變能量有損失，超級電容器直接充電，再直接放電，能量形式沒有轉變，能量也沒有損失；充放電效率高達98%，
Abstract：
Key words :
</a><超級電容器" title="超級電容器">超級電容器" title="超級電容器">超級電容器電動大客車是城市公共交通現代化的最佳方案——環保、節能、成本低！
一、超級電容器的技術特點
超級電容器的研制成功是儲能設備（蓄電池）的一次革命：其他儲能設備，都是由電能轉變成化學能，再由化學能轉變成電能，兩次轉變能量有損失，超級電容器直接充電，再直接放電，能量形式沒有轉變，能量也沒有損失；充放電效率高達98%，經濟價值大，只有鉛酸電池的70%。
超級電容器是上個世紀七十年代末，出現的一種產品，它突破了傳統的電容器設計思想，電容器由微法拉級提高到法拉級（1法拉=106微法拉），創造出1000法拉級超級電容器；到上個世紀末，又先后出現了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，出現了超級電容器電動車的新概念，它以其優異的性能，改變了人們的傳統認識，建立了全新的交通運輸電動車的設計思想。
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。超級電容器續駛里程短，跑不遠；但充電速度快，可以彌補續駛里程短的缺陷，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駛里程，可以不受限制。
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二、超級電容器的優點：
1、超級電容器是綠色能源（活性炭），不污染環境。
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，可以與設備同命運。
3、超級電容器充電速度快（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業化非常重要。
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，其中最大的優點，就是充分發揮超級電容器在低轉數，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。避開內燃機在低轉速、大負荷；高轉速、高負荷費油的狀態下運行，使發動機永遠在最佳狀態下運行，即省了油，又減少了污染，二元動力超級電容器電動車能節油30%～50%，減少污染70%～90%。
——起步階段：轉數低、負荷大、費油；這個階段內燃發電機組在最佳狀態運轉，這時要用超級電容器啟動、加速，并向超級電容器充電。
——正常運轉階段：這時內燃發電機組是在最佳狀態運行，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。
——高速運轉階段：內燃發電機組向電動機輸出穩定的動力，超級電容器也向電動機輸出動力。這個階段電動機轉數高、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，電動機轉變成發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，能節省大量的燃料。
四、我國在超級電容器技術方面處于領先地位
我國黑龍江、哈爾濱巨容公司，經自主研究開發超級電容器，在技術上在國際上處于領先地位，擁有獨立的知識產權，產品的技術水平與俄羅斯同類產品相近（見表3）。俄羅斯的產品被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，知識產權價值2億美元。
我國哈爾濱巨容公司的超大電容VC系列產品是采用國內各種成熟技術，以優化組合而制成的，所以具有成熟的技術基礎和產業基礎。產品經過幾年的運行試驗，性能指標完成符合設計要求，產品已列入了國家的863項目，并出口到美國、加拿大等國家。
以上情況證明該產品的技術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。
五、建立城市公共交通現代化新模式
1．城市公共交通的特點：公共交通線路站點固定，長度一般在8-11公里，最長線路一般不超過13公里。車輛運行速度一般在20公里/小時左右；調整行駛一般在40公里/小時左右。車輛啟動、停止、剎車、變速頻繁，車輛在終點停留時間長，通常停留時間約在15-30分鐘。
2．建立超級電容器電動大客車專線：線路兩頭設立充電站，每臺充電站可以同時充3-5輛超級電容器電動大客車，充電時間約在15-30分鐘。
3．超級電容器電動大客車性能：用超級電容器裝備能乘坐50人的公共大客車，超級電容器重量約為800-900公斤，一次充電可行駛15公里，最高速度約為40公里/小時。
4．超級電容器電動大客車優點：
⑴超級電容器電動大客車優點——環保、節能、成本低！
⑵超級電容器具備的優點，超級電容器電動大客車都具備。
⑶超級電容器電動大客車制動、減速、下坡的能量可以回收，緊急制動，能量回收率約為50-70％；鉛酸電池能量回收率僅為5％。
⑷超級電容器電動大客車不受續駛里程限制，可以和汽油車、柴油車在線路上一樣行駛。
一、超級電容器的技術特點
超級電容器的研制成功是儲能設備（蓄電池）的一次革命：其他儲能設備，都是由電能轉變成化學能，再由化學能轉變成電能，兩次轉變能量有損失，超級電容器直接充電，再直接放電，能量形式沒有轉變，能量也沒有損失；充放電效率高達98%，經濟價值大，只有鉛酸電池的70%。
超級電容器是上個世紀七十年代末，出現的一種產品，它突破了傳統的電容器設計思想，電容器由微法拉級提高到法拉級（1法拉=106微法拉），創造出1000法拉級超級電容器；到上個世紀末，又先后出現了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，出現了超級電容器電動車的新概念，它以其優異的性能，改變了人們的傳統認識，建立了全新的交通運輸電動車的設計思想。
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。超級電容器續駛里程短，跑不遠；但充電速度快，可以彌補續駛里程短的缺陷，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駛里程，可以不受限制。
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二、超級電容器的優點：
1、超級電容器是綠色能源（活性炭），不污染環境。
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，可以與設備同命運。
3、超級電容器充電速度快（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業化非常重要。
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，其中最大的優點，就是充分發揮超級電容器在低轉數，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。避開內燃機在低轉速、大負荷；高轉速、高負荷費油的狀態下運行，使發動機永遠在最佳狀態下運行，即省了油，又減少了污染，二元動力超級電容器電動車能節油30%～50%，減少污染70%～90%。
——起步階段：轉數低、負荷大、費油；這個階段內燃發電機組在最佳狀態運轉，這時要用超級電容器啟動、加速，并向超級電容器充電。
——正常運轉階段：這時內燃發電機組是在最佳狀態運行，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。
——高速運轉階段：內燃發電機組向電動機輸出穩定的動力，超級電容器也向電動機輸出動力。這個階段電動機轉數高、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，電動機轉變成發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，能節省大量的燃料。
四、我國在超級電容器技術方面處于領先地位
我國黑龍江、哈爾濱巨容公司，經自主研究開發超級電容器，在技術上在國際上處于領先地位，擁有獨立的知識產權，產品的技術水平與俄羅斯同類產品相近（見表3）。俄羅斯的產品被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，知識產權價值2億美元。
我國哈爾濱巨容公司的超大電容VC系列產品是采用國內各種成熟技術，以優化組合而制成的，所以具有成熟的技術基礎和產業基礎。產品經過幾年的運行試驗，性能指標完成符合設計要求，產品已列入了國家的863項目，并出口到美國、加拿大等國家。
以上情況證明該產品的技術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。
五、建立城市公共交通現代化新模式
1．城市公共交通的特點：公共交通線路站點固定，長度一般在8-11公里，最長線路一般不超過13公里。車輛運行速度一般在20公里/小時左右；調整行駛一般在40公里/小時左右。車輛啟動、停止、剎車、變速頻繁，車輛在終點停留時間長，通常停留時間約在15-30分鐘。
2．建立超級電容器電動大客車專線：線路兩頭設立充電站，每臺充電站可以同時充3-5輛超級電容器電動大客車，充電時間約在15-30分鐘。
3．超級電容器電動大客車性能：用超級電容器裝備能乘坐50人的公共大客車，超級電容器重量約為800-900公斤，一次充電可行駛15公里，最高速度約為40公里/小時。
4．超級電容器電動大客車優點：
⑴超級電容器電動大客車優點——環保、節能、成本低！
⑵超級電容器具備的優點，超級電容器電動大客車都具備。
⑶超級電容器電動大客車制動、減速、下坡的能量可以回收，緊急制動，能量回收率約為50-70％；鉛酸電池能量回收率僅為5％。
⑷超級電容器電動大客車不受續駛里程限制，可以和汽油車、柴油車在線路上一樣行駛。
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