超级电容在运输业的应用

1、多动力系统混合汽车

用于公交车和卡车的混合电力、 氢气和基于传统燃料电池的动力控制系统发展提高了燃油工作效率， 降低了有害排放。 该类型混合架构对于执行大量“停走” 驱动的大型车辆特别有吸引力， 如市内运输公交车和货运卡车。传统的公交车和卡车的效率很低，产生一个高度发展有害的排放， 因为没有它们硕大的引擎(通常是柴油机) 持续进行不断地给车辆可以加速和减速--这是作为一种学习效率最低的产生重要动力的方式。

在串联一个混合管理系统中， 较小的引擎与发电机进行紧密相关配合， 在恒定、 有效的速度和功率控制输出级上工作。 当车辆发展动力暂时我们需要不断增加的时候， 如加速期间或爬山时， 要从车上由电池和超级电容组成的能量进行储存管理系统吸取中国电力。 当车辆的动力发展需求水平较低时， 该能量储存管理系统被充电。 这样我们不仅仅需要能量管理效率大大增加了， 而且对于车辆信息能够可以通过进行再生制动(regenerativebraking) 在它减速时重新回收(加速时付出的) 能量。

超级电容在运输业的应用(2)

2、 电能源汽车

采用基于超级电容的方案开发了单轴并联式混合动力轿车， 实现了发动机管理系统、 全浮式 ISG 电机、 电控双离合器、 电控双驱动空调等多项核心技术的创新。研究了混合学习动力轿车进行系统的控制管理策略， 优化匹配了发动机和电机的扭矩以及分配，实现了混合发展动力的节能和降低企业排放的优点。首先，对纯发动机电控系统进行了标定和匹配试验，排放达到了欧洲三大标准。 然后我们进行了研究混合学习动力进行系统的起动和怠速优化设计试验， 实现了混合动力的起动控制技术参数的优化企业匹配， 降低了起动污染物的排放，提高了燃油的经济性。

国外企业混合学习动力轿车使用超级电容技术发展已有先例。 超级电容能在短时间内发展提供和吸收大的功率， 而且具有能量进行回收利用效率高、 充放电次数高、 循环寿命长、 工作环境温度不同区域宽; 其使用的基础研究材料市场价格也很便宜， 适合中国频繁加速和减速的城市轨道交通工况。在中国，超级电容器比电池便宜得多，适用于低成本的解决方案。 尽管超级电容比能量比较低， 但是我们可以同时通过内部控制管理策略的研究， 合理地进行分析能量分配， 满足企业混合动力工况需求， 并且随着其技术的日益发展成熟和车载示范运行的不断深入， 超级电容将会更加快速进入我国汽车金融市场， 使产量上升， 价格水平下降。

采用性价比优良的超级电容储能装置，开发了低成本、高可靠性的混合电力系统。 经过分析大量的方案进行选型和设计， 采用不同并联单轴混合学习动力系统方案， 集成控制发动机、 ISG电机、 超级电容和双离合器等部件。盘式集成起动/发电机直接安装在内燃机的曲轴输出端，电动机的转子直接与发动机的曲轴相连，定子固定在发动机主体上。 电机可以取代了飞轮系统以及企业原有的起动机和发电机。

超级电容在运输业的应用(3)

3、 低温启动车辆

当超级电容器和蓄电池并联时，可以提高机车的启动性能。 将 16. 2V-250F 超级电容与 12V45A 的蓄电池并联启动 1. 9L 柴油机的汽车， 在-10℃时平稳起动，尽管在这种情况中， 当不连接超级电容器， 蓄电池也可以启动， 但采用超级电容器与蓄电池并联时启动电动机的速度和性能都非常得好。 由于电源的输出功率的提高， 启动速度由仅用蓄电池的时候启动速度 300/min， 用超级电容器与蓄电池并联时就会增加到 450/min; 而提高汽车在冷天的起动性能(更高的起动转矩) ，超级电容器是非常有意义的， 在-20℃时， 由于蓄电池的性能大大下降， 很可能不能正常启动或需多次启动才能成功， 而超级电容器与蓄电池并联时则仅需一次点火。 其优点非常明显。

4、 轨道能源回收

超级电容器应用于轨道车辆中。 在轨道车辆制动的时候， 回收制动能量， 存储于超级电容器中， 当车辆再加速时， 超级电容器将这些能量释放出来。 节省了30%的能量。 同时， 每辆车用 2 个系统， 单个系统功率提升至 300kw。 这样可以使网络上可以运行更多更快的车辆。

超级电容在运输业的应用(4)

一种利用超级电容的轮胎式龙门集装箱起重机， 它的主要工作机构有起升机构、 小车机构和大车机构。 起升机构在起升时耗电， 由柴油发电机组供给， 下降时其势能转换成电能反馈给轮胎式龙门集装箱起重机， 小车机构和大车机构在驱动和运行时耗电， 在制动时反馈电能给轮胎式龙门集装箱起重机。

其特征在于， 由柴油发电机组发出的三相交流电源经过交流变频器的整流装置， 转换成直流电源 DC， DC 电源通过交流变频器中的变频装置， 将 DC 电源转换成频率和电压可控的交流电源 AC， 用于驱动起升、 大车或者小车机构; 将超级电容并联在 DC 电源总线上， 利用 DC 总线监测电压变化范围， 在电压上升时充电，在电压下降时放电， 随着超级电容不断放电， 其端电压下降， DC 总线电压跟着下降， 当检测到此电压低于柴油发电机组的电源整流电压时， 柴油发电机组开始参与供电， 在制动时反馈电能给超级电容， 超级电容不断得到反馈的能量的充电，又不断地释放电能; 当轮胎式龙门集装箱起重机的工作机构处于再生反馈状态时， 机构将能量反馈到 DC 总线上， DC 总线电压在电压变化范围内逐步上升， 使超级电容不断吸收电能; 当 DC 电压由工作机构电机再生反馈电能引起上升时，

超级电容进入充电状态， 随着超级电容不断充电， 其端电压上升， DC 总线电压跟着上升， 所有机构的反馈能量都被超级电容吸收。 利用大容量超级电容器， 可以短周期大电流充电和放电， 在起动时能迅速大电流放电， 下降时能迅速大电流充电， 将能量吸收， 起到节能环保的作用。

审核编辑：汤梓红