超级电容电动公交车动力系统匹配研究与设计(11)

2020-12-05 00:22

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可达10万次以上。现在的蓄电池的充放电循环寿命只有数百次到千次,只有超级电容器的几百分之一。

3) 存储寿命长:超级电容器充电之后贮存过程中,虽然有漏电电流存在,但这种发

生在电容器内部的离子或质子迁移运动乃是在电场的作用下产生的,并没有出现化学反应,没有产生新的物质。而且,所用的电极材料在相应的电解液中也是固定的,故理论上超级电容器的贮存寿命几乎可以认为是无限的。

4) 高可靠性:超级电容器工作过程中没有运动部件、维护工作极少,因而超级电容

器的可靠性是非常高的。

5)污染小:不同于二次电池,超级电容本身的制作材料和工作后产生的遗留物中不含任何有毒有害物质。

6)能量回收率高:在制动的时候,超级电容能够大电流回收制动能量。而蓄电池过高的充电电流会对其寿命产生影响。

7)比能量低:虽然同一般的电容器相比,车用超级电容器的比能量很高,但是同蓄电池相比,超级电容的比能量还是低很多。表1-2给出了各种储能装置的能量密度以及功率密度的比较。从表中可以看出,比能量低是目前超级电容器的显著缺陷。由于此缺陷,一定程度上限制了超级电容电动汽车的续驶里程。为了满足车辆工作的大功率高能量需求,通常将几十甚至上百个单体串联使用。也可以利用超级电容器能大功率充电的特性,对其定期补充能量,以延长其行驶里程。

表1-2 几种储能元器件的参数比较

Table 1-2 Parameter comparison of different energy storage devices储能元器件能量密度(wh kg-1)功率密度 (w kg-1)有效充放电次数一般充放电时间充放电效率

静电物理电容器电化学超级电容器化学二次电池

< 0.2104 ~ 106

>10610-6 ~ 10-3 s≈ 1.0

1 ~ 201000 ~ 2000

>1050.1 ~ 60 s0.9 ~ 0.95

20 ~ 20050 ~ 500500 ~ 20001 ~ 5h0.7 ~ 0.85

目前在大功率超级电容器领域中处于领先地位的国家有美国、俄罗斯、日本、瑞士、德国、法国等,这些国家均把超级电容器项目作为国家级的重点研究和开发项目,提出了近期和中长期发展计划。

韩国的NESS公司、美国的MAXWELL公司已有一定批量的大容量超级电容器进入市场,并应用在燃料电池车、混合动力车中,取得了非常明显的燃油经济性和环保效果,在军事领域也得到了非常广泛的应用。上述两家公司产品的有效比能量达到3~4wh/kg,最大比功率达到了3000w/kg,产品主要用途是大功率辅助。

俄罗斯的ESMA公司是生产混合型超级电容器的代表,其产品的可用比能量可


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