您的位置: 拉萨信息港 > 教育

揭秘超级电容汽车功率高需频繁充电适合公交

发布时间:2019-03-07 08:10:45

揭秘超级电容汽车:功率高需频繁充电适合公交

CFP

一起上海825路公交车自燃的事故,令新能源汽车安全性问题再次引发关注的同时,也让以超级电容为动力的超级电容汽车跃入了人们的焦点视域。

在政策文件、技术讨论和媒体报道中一贯“低调”的超级电容汽车,究竟有着怎样的特殊才能?它在新能源汽车产业中扮演着什么样的角色?

理想的高功率角色

实际上,超级电容器并非近来才有的新鲜事物。它又名电化学电容器,是上世纪七八十年代发展起来的一种新型的储能装置。作为一种介于传统电容器与电池之间、具有特殊性能的电源,超级电容主要利用活性炭多孔电极和电解质组成的双电层结构获得超大的容量,因而不同于传统的化学电源。

之所以称其为“超级”,在于超级电容器在分离出的电荷中存储能量,用于存储电荷的面积越大、分离出的电荷越密集,其电容量越大。具有庞大表面积,再加上非常小的电荷分离距离使得超级电容器较传统电容器而言有惊人大的静电容量。

对于当前世界各国积极发展的电动汽车而言,面临的挑战便是蓄电池问题。无论是铅酸电池、锂电池还是氢燃料电池都具有成本高、寿命短、存在安全隐患、报废后易形成二次污染等亟待克服的缺点。与普通蓄电池相比,“超级电容”寿命更长,充电时间短,并且没有化学反应所带来的污染以及蓄电池的记忆问题。同时,大功率的超级电容器对于电动汽车的启动、加速和上坡行驶具有极其重要的意义:在汽车启动和爬坡时快速提供大功率电流;在汽车正常行驶时由蓄电池快速充电;在汽车刹车时快速存储发电机产生的大电流,这些可以减少电动汽车对蓄电池大电流充电的限制,大大延长蓄电池的使用寿命,提高电动汽车的实用性。这些特性都非常契合电动汽车的技术和应用要求。对此,中国科学院院士、原厦门大学校长田昭武便认为,相对于蓄电池,超级电容器是电动汽车中的理想高功率角色。

鉴于超级电容器的重要性,各工业发达国家都给予了高度重视,并成为重点的战略研究和开发项目。我国“863”电动汽车重大专项攻关中也已将电动车用超级电容器的开发列入发展计划。

能“大”不能“小”的定位

作为一种新型储能元件,超级电容器其出现填补了传统静电电容器和化学电源之间的空白。业内专家表示,随着对电动汽车研究的深入,超级电容器在这方面应用的优势将会越来越明显,低成本又决定了其显着的经济效益,市场前景非常广阔。然而,就目前的技术发展与基础设施建设水平来说,与电池的广泛普及相比,超级电容还暂时只能应用在公交车等场地运输的大型车辆上。

首先,超级电容器比功率大,但比能量小。“到目前为止,我们能够让现有超级电容器的能量密度翻倍,但这还不够。”超级电容专家、麻省理工学院电气工程和计算机科学教授辛达尔在谈及上海超级电容公交车运营时曾表示。这意味着依靠超级电容提供给车辆的动力,强劲却不能持久,必须在短时间内频繁充电。这对于路线和行驶状况多变复杂的私人乘用车而言,显然并不合适。

相比之下,由于公交车的线路站点是固定不变的,车辆行驶也比较平稳,满足超级电容对于倾斜角度的限制要求。超级电容器的充电时间亦很短,所以可以利用公交车进站的时间充电,这样不会影响乘客的乘车时间,只要在停靠站点或者线路上合适的地方建立超级电容器电动大客车充电站即可。而投资建设一个这样的充电站的费用,要比建一个加油或加气站便宜得多。

产业需要提高声调

“如果不是这次事故,大家可能还是很少听到超级电容产业的声音。” 上海奥威科技开发有限公司技术总监杨恩东说。作为专门开发、生产和销售超级电容器的企业,奥威在行业内颇有声望,但是在杨恩东看来,公众对于超级电容的认知,远远比不上对电池的熟悉,“毕竟这个产业现在并不大,也很新”。

据悉,上海825路公交车发生自燃事故的系上海雷博新能源汽车技术有限公司开发的电池-电容公交车,其技术特征是使用大容量锂离子电池为主电源,同时使用少量有机超级电容器为辅助电源。针对此次事故,杨恩东坚持相信,不管是自己还是同行生产的超级电容,其本身的安全性经得起考验。

“超级电容公交车使用的无机超级电容器基本上依靠物理过程储能,基本上无化学反应,使用水溶液电解液,因此安全性非常好。在强制燃烧试验中,即使将其置于燃烧的火焰上,也不会发生燃烧现象。”杨恩东表示,上海11路、26路使用的以无机超级电容器作电源的近百台超级电容公交车,大规模商业化运营长已近5年,状态良好,从未出现大的事故。奥威科技等中国企业制造的超级电容公交车,已经通过了国外包括安全性检测在内的一系列严格测试,目前已经开始试图出口到多个国家和海外地区,开创了向发达国家出口先进电动汽车技术的新局面。

“在材料成本和制作成本降低,比能量和安全性提高的前提下,我国已经设计出了有自主知识产权的新型超级电容器。”田昭武表示,新型的超级电容器能以十秒数量级的高倍率充放电,单次充放电能量密度较高;充放电时不涉及固相变化,循环性能优异,寿命长,并且没有燃烧爆炸危险,国际首创;电化学活性物质选择余地大,可以适当选择资源丰富、环境友好且容易回收的电化学活性物质;结构简单,无需追求巨大表面的电极,也无需固相化成步骤,材料成本和制造成本低廉,降低了电动汽车售价。

(值班:吴奇)

捕鱼送金币
滚动灯箱
乐清市光伏自动重合闸价格
猜你会喜欢的
猜你会喜欢的