电动汽车驱动系统中的超级电容原理及应用

在德国巴伐利亚州政府的支持下，MAN 和Siemens 、EPSOS公司合作建立了欧洲第一辆采用柴油－电驱动和双层电容器作为大功率储能装置的城市公交车。与常规柴油机驱动的车辆相比，燃料消耗减少10～15％，而且舒适性提高，噪音和污染减少。该研究项目将来会把超级电容用于燃料电池车的驱动系统中。

图4 “CNG＋C ”15吨串联式混合动力大客车

　　瑞士中心应用科学大学（HTA－Luzerne）自1992年以来开发出一种适合车辆使用的能量存储系统—SAM（Super Accumulator Module），它是以超级电容和电池为基础组成的。并且在1997年开发的“蓝色天使”轻型混合动力车中仅使用超级电容组就拖动了瑞士联邦铁路公司的80t重的火车头。此项目还实现了储能系统完全由超级电容组成的16座4t的中巴车。

　　Nissan Diesel公司开发了一辆15t的“CNG＋C”串联式混合动力大客车如图4所示，续驶里程比常规CNG大客车提高了2.4倍。超级电容总重200kg，CNG发动机在最优效率点带动一个75kW的发电机工作。

　　另外，本田公司的燃料电池轿车FCX-V3也采用了“FC＋C”的驱动结构。

　　意大利的Roma Tre大学在政府的资助下正在开展“FC＋B＋C”的研究工作。

　　2001年1月，GM宣布将使用Maxwell公司的PowerCacheTM超级电容，作为其针对卡车和巴士混合驱动解决方案——Allison Electric DrivesTM的一部分。

5、汽车部件的辅助能源

　　除了用于动力驱动系统外，超级电容在汽车零部件领域也有广泛的应用。例如，未来汽车设计使用的42V电系统（转向、制动、空调、高保真音响、电动座椅等），如果使用长寿命的超级电容，可以使得需求功率经常变化的子系统性能大大提高。另外，还可以减少车内用于电制动、电转向等子系统的布线。而且，如果使用超级电容来提供发动机起动时所需要的大电流，那么不仅能保护电池，而且即使是在低温环境和电池性能不足的条件下也能顺利实现起动。

结论

　　超级电容能在短时间内提供/吸收大的功率，而且效率高、循环寿命长、工作温度范围宽，其使用的基础材料价格也很便宜。尽管超级电容仍然存在价格偏贵，比能量有待进一步提高等缺点，但是随着其技术的日益成熟和车载示范运行的不断深入，超级电容将会快速进入汽车市场，使产量上升，价格下降。总之，超级电容在汽车领域应用前景广阔。