超级电容器及其在新能源汽车中的应用

●本刊刘春娜１概述蓍卷茎煮黧黧曩詈冀盏随着新能源领域的技术进步和行业是物理储能中最具商用前景的一种技术

发展－储能技术越来越受到各方重视?成

装置，是对其他电化学储能技术的良好

为解决未来新能源产业发展的关键环补充。

超级电容器具有以下主要特点：很高的功率密度；极长的充放电循环寿命，可达１０万次以上；非常短的充电时间；贮存寿命极长，几乎是无限的：可靠性高，维护工作极少；适用温度范围宽。

可在一４０—７０℃使用。满足车辆动力系

统在低温环境下的启动。安全性高。因

此。超级电容器可在许多领域包括新能

源车中广泛使用。超级电容器与电池相

关指标比较如表１所示。

表１超级电容器与电池相关指标比较ｆ不包括实验数据）

２在新能源车中应用的优势所在

超级电容器被广泛应用为新能源汽车启动、制动、爬坡时的辅助动力。汽车频繁的起步、爬坡和制动造成其功率需求曲线的变化很大。在城市路况下更是如此。这就需要频繁在峰值功率和工作功率之闻切换。一辆高性能的电动汽车的峰值功率与平均功率之比可达１６：１，但是这些峰值功率的特点是持续时间一般都比较短，需要的能量并不高。对于纯电动、燃料电池和串联混合动力汽车而言。这就意味着要么汽车动力性不足．要么电压总线上要经常承受大的峰值电流，无疑会大大

掼害电池或其它ＡＰＵ的寿命曲

如果使用比功率较大的超级电

容器．当瞬肘功率需求较大酣，

由超级电窖嚣提供峰值功率．

并且在制动回馈时吸收峰值功

率．邪么就可以减轻对电池、燃

料电池或其它ＡＰＵ的压力．从

而可以大大增加起步、加速时

系统的功率输出．而且可以高

效地回收大功率的制动能量。这样做还

可以提高电池的使用寿命。改善其放电

性能。由于超级电容器具有很高的功率

密度。放电电流可以达到数百安培。在

大电流应用场合。特别是高能脉冲环境

下。可更好地满足功率要求。同时超级

电容器充放电时间短、效率高。可在很

短的时间内完成一个充放电循环，远远

低于可充电电池，特别适合短距离行驶

车辆，其快充快放的特点使之更适合为

公交车提供主动力。超级电容器作为混

合动力汽车辅助动力的应用情况如图

１所示。超级电容器公交车不光在功率

密度和安全性上有镪电泡公交车不可

暖１超级电窖器在混台动力汽车中的应用

懒电窖器位于控钥单元内）

１２２３

比拟的优势，而且成本也远低于电池主

动力公交车。我们假设每台公交车每天

消耗１５０ｋＷｈ。超级电容器动力车可以

通过增加充电次数减少超级电容器使

用量。而电池动力公交车则需要一次充

足电。二者成本相比除铅酸电池外其他

成本完全不在一个数量等级上。表２是

超级电容器公交车与电池公交车动力

成本对比。

３国外超级电容器在新能源

车中的应用

在超级电容器的产业化方面，知名

的国外厂商主要包括：美国Ｍａｘｗｅｌｌ公

司、韩国Ｎｅｓｓｃａｐ公司、俄罗斯

Ｅｃｏｎｄ公司、日本Ｐａｎａｓｏｎｉｃ公

司等。各国也都在争相开展电动

汽车用超级电容器的研究开发

工作：美国能源部和ＵＳＡＢＣ（ＵＳ

ＡｄｖａｎｃｅｄＢａｔｔｅｒＣｏｎｓｏｒｔｉｕｍ）从

１９９２年组织国家实验宣

（ＬａｗｒｅｎｃｅＵｖｃｒｍｏｒｅ。ＬｏｓＡｌａ－

ｍｏｓ。Ｓａｎｄｉａ）、大学（Ａｕｂｕｍ）和

工业界（Ｍａｘｗｅｌｌ，Ｆｅｄｅ例Ｆｉｂｅｒｓ

２０１０．１２Ｖ０１．３４

Ｎｏ．１２万方数据