電動汽車超級電容器

超級電容器(super capacitor)又叫電化學電容器、雙電層電容器，是一種新型的電容器，它的出現使得電容器的極限容量驟然上升了3一4個數量級，達到了1護F/g級以上的大容量。它不同於傳統意義上的電容器，它類似於充電電池，但比傳統的充電電池(鎳氫電池和鋰離子電池)具有更高的比功率和更長的循環壽命，其比功率可達到1 kW/kg數量級以上，循環壽命在萬次以上(使用年限超過5年)。

基本介紹

• 中文名：電動汽車超級電容器
• 外文名：super capacitor
• 又稱：電化學電容器
• 數量級：3一4個數量級

特點

超級電容器在充電一放電的整個過程中，沒有任何化學反應和無高速旋轉等機械運動，不存在對環境的污染，也沒有任何噪聲，結構簡單，質量輕，體積小，是一種更加理想的儲能器。超級電容器是在混合動力汽車和電動汽車停車時，由外接電源向超級電容器充電使電容器集聚大量的電荷，然後在電動汽車行駛時放電，向驅動電動機提供電能;超級電容器能夠實現快速充電，在極短時間內即可完成電容器的充電。

作用

由於電動汽車頻繁啟動和停車，使得蓄電池的放電過程變化很大。在正常行駛時，電動汽車從蓄電池中吸取的平均功率相當低，而加速和爬坡時的峰值功率又相當高，一輛高性能的電動汽車的峰值功率與平均功率之比可達到16:1。事實上，電動汽車行駛中，用於加速和爬坡時所消耗的能量占到總能耗的2/3。在現有電池技術條件下，必須在蓄電池比能量和比功率以及比功率和循環壽命之間做出平衡，而難以在一套能源系統上同時追求高比能量、高比功率和長壽命。為了解決電動汽車續駛里程與加速爬坡性能之間的矛盾，可以考慮採用兩套能源系統，其中由主能源提供最佳的續駛里程，而由輔助能源系統在加速和爬坡時提供短時的輔助動力。輔助能源系統的能量可以直接取自主能源，也可以在電動汽車剎車或下坡時回收可再生的動能。選用超級電容器作輔助能源已引起廣泛關注，日本的本田和馬自達公司已生產出了以超級電容器作輔助能源的混合動力燃料電池汽車。

大功率的超級電容器對於電動汽車的啟動、加速和上坡行駛具有極其重要的意義，超級電容器極低的比能量使得它不可能單獨用作電動汽車能量源，但作為輔助能量使用具有顯著優點。在汽車啟動和爬坡時快速提供大電流及大功率電流，在正常行駛時由主動力源快速充電，在剎車時快速存儲發電機產生的大電流，這可減少電動汽車對蓄電池大電流充電的限制，大大延長蓄電池的使用壽命，提高電動汽車的實用性，對於燃料電池電動汽車的啟動更是不可少的。若超級電容器的容量能進一步提高，可望取代電池使用。鑒於電化學超級電容器的重要性，各工業已開發國家都給予了高度重視，成為國家重點戰略研究和開發項目。如1996年歐共體制定了電動汽車超級電容器的發展計畫(Development of Super一capacitor for Electric vehicle ) ,美國能源部(包括美國軍方)也制定了相應的發展超級電容器的研究計畫，開發目標是要達到1500 W/kg的比功率，循環使用壽命在10000次以上。

超級電容器在電動汽車中的作用與蓄電池類似。用超級電容器代替電動汽車中蓄電池的汽車較少。本田FCX燃料電池汽車為使用超級電容器的一個實例。。超級電容器僅在啟動的瞬間扮演汽車驅動系統主要動力源的角色，而在其他條件下充當的是輔助動力源的角色。可見在低速和啟動時，超級電容器