超級(jí)電容在運(yùn)輸業(yè)的應(yīng)用

1、多動(dòng)力系統(tǒng)混合汽車

用于公交車和卡車的混合電力、 氫氣和基于傳統(tǒng)燃料電池的動(dòng)力控制系統(tǒng)發(fā)展提高了燃油工作效率， 降低了有害排放。 該類型混合架構(gòu)對(duì)于執(zhí)行大量“停走” 驅(qū)動(dòng)的大型車輛特別有吸引力， 如市內(nèi)運(yùn)輸公交車和貨運(yùn)卡車。傳統(tǒng)的公交車和卡車的效率很低，產(chǎn)生一個(gè)高度發(fā)展有害的排放， 因?yàn)闆]有它們碩大的引擎(通常是柴油機(jī)) 持續(xù)進(jìn)行不斷地給車輛可以加速和減速--這是作為一種學(xué)習(xí)效率最低的產(chǎn)生重要?jiǎng)恿Φ姆绞健?/p>

在串聯(lián)一個(gè)混合管理系統(tǒng)中， 較小的引擎與發(fā)電機(jī)進(jìn)行緊密相關(guān)配合， 在恒定、 有效的速度和功率控制輸出級(jí)上工作。 當(dāng)車輛發(fā)展動(dòng)力暫時(shí)我們需要不斷增加的時(shí)候， 如加速期間或爬山時(shí)， 要從車上由電池和超級(jí)電容組成的能量進(jìn)行儲(chǔ)存管理系統(tǒng)吸取中國(guó)電力。 當(dāng)車輛的動(dòng)力發(fā)展需求水平較低時(shí)， 該能量?jī)?chǔ)存管理系統(tǒng)被充電。 這樣我們不僅僅需要能量管理效率大大增加了， 而且對(duì)于車輛信息能夠可以通過進(jìn)行再生制動(dòng)(regenerativebraking) 在它減速時(shí)重新回收(加速時(shí)付出的) 能量。

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2、 電能源汽車

采用基于超級(jí)電容的方案開發(fā)了單軸并聯(lián)式混合動(dòng)力轎車， 實(shí)現(xiàn)了發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)、 全浮式 ISG 電機(jī)、 電控雙離合器、 電控雙驅(qū)動(dòng)空調(diào)等多項(xiàng)核心技術(shù)的創(chuàng)新。研究了混合學(xué)習(xí)動(dòng)力轎車進(jìn)行系統(tǒng)的控制管理策略， 優(yōu)化匹配了發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)的扭矩以及分配，實(shí)現(xiàn)了混合發(fā)展動(dòng)力的節(jié)能和降低企業(yè)排放的優(yōu)點(diǎn)。首先，對(duì)純發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)進(jìn)行了標(biāo)定和匹配試驗(yàn)，排放達(dá)到了歐洲三大標(biāo)準(zhǔn)。 然后我們進(jìn)行了研究混合學(xué)習(xí)動(dòng)力進(jìn)行系統(tǒng)的起動(dòng)和怠速優(yōu)化設(shè)計(jì)試驗(yàn)， 實(shí)現(xiàn)了混合動(dòng)力的起動(dòng)控制技術(shù)參數(shù)的優(yōu)化企業(yè)匹配， 降低了起動(dòng)污染物的排放，提高了燃油的經(jīng)濟(jì)性。

國(guó)外企業(yè)混合學(xué)習(xí)動(dòng)力轎車使用超級(jí)電容技術(shù)發(fā)展已有先例。 超級(jí)電容能在短時(shí)間內(nèi)發(fā)展提供和吸收大的功率， 而且具有能量進(jìn)行回收利用效率高、 充放電次數(shù)高、 循環(huán)壽命長(zhǎng)、 工作環(huán)境溫度不同區(qū)域?qū)? 其使用的基礎(chǔ)研究材料市場(chǎng)價(jià)格也很便宜， 適合中國(guó)頻繁加速和減速的城市軌道交通工況。在中國(guó)，超級(jí)電容器比電池便宜得多，適用于低成本的解決方案。 盡管超級(jí)電容比能量比較低， 但是我們可以同時(shí)通過內(nèi)部控制管理策略的研究， 合理地進(jìn)行分析能量分配， 滿足企業(yè)混合動(dòng)力工況需求， 并且隨著其技術(shù)的日益發(fā)展成熟和車載示范運(yùn)行的不斷深入， 超級(jí)電容將會(huì)更加快速進(jìn)入我國(guó)汽車金融市場(chǎng)， 使產(chǎn)量上升， 價(jià)格水平下降。

采用性價(jià)比優(yōu)良的超級(jí)電容儲(chǔ)能裝置，開發(fā)了低成本、高可靠性的混合電力系統(tǒng)。 經(jīng)過分析大量的方案進(jìn)行選型和設(shè)計(jì)， 采用不同并聯(lián)單軸混合學(xué)習(xí)動(dòng)力系統(tǒng)方案， 集成控制發(fā)動(dòng)機(jī)、 ISG電機(jī)、 超級(jí)電容和雙離合器等部件。盤式集成起動(dòng)/發(fā)電機(jī)直接安裝在內(nèi)燃機(jī)的曲軸輸出端，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子直接與發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸相連，定子固定在發(fā)動(dòng)機(jī)主體上。 電機(jī)可以取代了飛輪系統(tǒng)以及企業(yè)原有的起動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)。

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3、 低溫啟動(dòng)車輛

當(dāng)超級(jí)電容器和蓄電池并聯(lián)時(shí)，可以提高機(jī)車的啟動(dòng)性能。 將 16. 2V-250F 超級(jí)電容與 12V45A 的蓄電池并聯(lián)啟動(dòng) 1. 9L 柴油機(jī)的汽車， 在-10℃時(shí)平穩(wěn)起動(dòng)，盡管在這種情況中， 當(dāng)不連接超級(jí)電容器， 蓄電池也可以啟動(dòng)， 但采用超級(jí)電容器與蓄電池并聯(lián)時(shí)啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)的速度和性能都非常得好。 由于電源的輸出功率的提高， 啟動(dòng)速度由僅用蓄電池的時(shí)候啟動(dòng)速度 300/min， 用超級(jí)電容器與蓄電池并聯(lián)時(shí)就會(huì)增加到 450/min; 而提高汽車在冷天的起動(dòng)性能(更高的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩) ，超級(jí)電容器是非常有意義的， 在-20℃時(shí)， 由于蓄電池的性能大大下降， 很可能不能正常啟動(dòng)或需多次啟動(dòng)才能成功， 而超級(jí)電容器與蓄電池并聯(lián)時(shí)則僅需一次點(diǎn)火。 其優(yōu)點(diǎn)非常明顯。

4、 軌道能源回收

超級(jí)電容器應(yīng)用于軌道車輛中。 在軌道車輛制動(dòng)的時(shí)候， 回收制動(dòng)能量， 存儲(chǔ)于超級(jí)電容器中， 當(dāng)車輛再加速時(shí)， 超級(jí)電容器將這些能量釋放出來(lái)。 節(jié)省了30%的能量。 同時(shí)， 每輛車用 2 個(gè)系統(tǒng)， 單個(gè)系統(tǒng)功率提升至 300kw。 這樣可以使網(wǎng)絡(luò)上可以運(yùn)行更多更快的車輛。

超級(jí)電容在運(yùn)輸業(yè)的應(yīng)用(4)

一種利用超級(jí)電容的輪胎式龍門集裝箱起重機(jī)， 它的主要工作機(jī)構(gòu)有起升機(jī)構(gòu)、 小車機(jī)構(gòu)和大車機(jī)構(gòu)。 起升機(jī)構(gòu)在起升時(shí)耗電， 由柴油發(fā)電機(jī)組供給， 下降時(shí)其勢(shì)能轉(zhuǎn)換成電能反饋給輪胎式龍門集裝箱起重機(jī)， 小車機(jī)構(gòu)和大車機(jī)構(gòu)在驅(qū)動(dòng)和運(yùn)行時(shí)耗電， 在制動(dòng)時(shí)反饋電能給輪胎式龍門集裝箱起重機(jī)。

其特征在于， 由柴油發(fā)電機(jī)組發(fā)出的三相交流電源經(jīng)過交流變頻器的整流裝置， 轉(zhuǎn)換成直流電源 DC， DC 電源通過交流變頻器中的變頻裝置， 將 DC 電源轉(zhuǎn)換成頻率和電壓可控的交流電源 AC， 用于驅(qū)動(dòng)起升、 大車或者小車機(jī)構(gòu); 將超級(jí)電容并聯(lián)在 DC 電源總線上， 利用 DC 總線監(jiān)測(cè)電壓變化范圍， 在電壓上升時(shí)充電，在電壓下降時(shí)放電， 隨著超級(jí)電容不斷放電， 其端電壓下降， DC 總線電壓跟著下降， 當(dāng)檢測(cè)到此電壓低于柴油發(fā)電機(jī)組的電源整流電壓時(shí)， 柴油發(fā)電機(jī)組開始參與供電， 在制動(dòng)時(shí)反饋電能給超級(jí)電容， 超級(jí)電容不斷得到反饋的能量的充電，又不斷地釋放電能; 當(dāng)輪胎式龍門集裝箱起重機(jī)的工作機(jī)構(gòu)處于再生反饋狀態(tài)時(shí)， 機(jī)構(gòu)將能量反饋到 DC 總線上， DC 總線電壓在電壓變化范圍內(nèi)逐步上升， 使超級(jí)電容不斷吸收電能; 當(dāng) DC 電壓由工作機(jī)構(gòu)電機(jī)再生反饋電能引起上升時(shí)，

超級(jí)電容進(jìn)入充電狀態(tài)， 隨著超級(jí)電容不斷充電， 其端電壓上升， DC 總線電壓跟著上升， 所有機(jī)構(gòu)的反饋能量都被超級(jí)電容吸收。 利用大容量超級(jí)電容器， 可以短周期大電流充電和放電， 在起動(dòng)時(shí)能迅速大電流放電， 下降時(shí)能迅速大電流充電， 將能量吸收， 起到節(jié)能環(huán)保的作用。

審核編輯：湯梓紅