超級電容器在電動車輛的應(yīng)用
超級電容器電動大客車是城市公共交通現(xiàn)代化的最佳方案——環(huán)保、節(jié)能、成本低！
一、超級電容器的技術(shù)特點(diǎn)
超級電容器的研制成功是儲能設(shè)備（蓄電池）的一次革命：其他儲能設(shè)備，都是由電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能，再由化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能，兩次轉(zhuǎn)變能量有損失，超級電容器直接充電，再直接放電，能量形式?jīng)]有轉(zhuǎn)變，能量也沒有損失；充放電效率高達(dá)98%，經(jīng)濟(jì)價(jià)值大，只有鉛酸電池的70%。
超級電容器是上個(gè)世紀(jì)七十年代末，出現(xiàn)的一種產(chǎn)品，它突破了傳統(tǒng)的電容器設(shè)計(jì)思想，電容器由微法拉級提高到法拉級（1法拉=106微法拉），創(chuàng)造出1000法拉級超級電容器；到上個(gè)世紀(jì)末，又先后出現(xiàn)了10,000-100,000法拉的牽引型超級電容器，從此超級電容器開始進(jìn)入電池應(yīng)用市場，出現(xiàn)了超級電容器電動車的新概念，它以其優(yōu)異的性能，改變了人們的傳統(tǒng)認(rèn)識，建立了全新的交通運(yùn)輸電動車的設(shè)計(jì)思想。
超級電容器比功率大，其特性是：充電時(shí)，充電量大，充電量快；放電時(shí)，放電量大，放電量快。在電動車輛運(yùn)行時(shí)，起步快，加速快，爬坡有力，比鉛酸電池大30多倍，這是電動車能用得上最重要的性能。
超級電容器比能量小，其特性是：同等重量超級電容器續(xù)駛里程，僅為鉛酸電池的1/3，這是超級電容器一大缺陷。超級電容器續(xù)駛里程短，跑不遠(yuǎn)；但充電速度快，可以彌補(bǔ)續(xù)駛里程短的缺陷，補(bǔ)救的方法是在城市交通線路的兩頭建立充電站，這樣超級電容器電動車的續(xù)駛里程，可以不受限制。
二、超級電容器的優(yōu)點(diǎn)：
1、超級電容器是綠色能源（活性炭），不污染環(huán)境。
2、超級電容器壽命長（1-10萬次）；鉛酸電池壽命短（500次），易損壞，難管理，是鉛酸電池的20~200倍，可以與設(shè)備同命運(yùn)。
3、超級電容器充電速度快（0.3秒~15分鐘）；鉛酸電池充電時(shí)間長（5~8小時(shí)），很多電池就是充電時(shí)間長，續(xù)駛里程短。
4、超級電容器充放電效率高（98%）；鉛酸電池充放電效率低（70%）；
5、超級電容器功率密度高（10.000W/kg）；鉛酸電池功率密度低（300W/kg），差30多倍。
6、超級電容器徹底免維護(hù)，工作溫度范圍（-40~50）；鉛酸電池電動車在-40℃續(xù)駛里程減少90%，超級電容器只減少10%。
7、超級電容器電動大客車能量回收強(qiáng)，緊急制動能量回收高達(dá)75%；鉛酸電池能量回收僅為5%，這點(diǎn)對公共大客車太重要了，可以節(jié)約大量的燃料。
8、相對成本低。超級電容器價(jià)格比鉛酸電池高一倍在大量生產(chǎn)后價(jià)格還會下降；但超級電容器的壽命比鉛酸電池高10倍，這點(diǎn)對公共大客車產(chǎn)業(yè)化非常重要。
三、二元動力超級電容器電動車為什么能省油？為什么能減少污染？
二元動力超級電容器電動車，其中最大的優(yōu)點(diǎn)，就是充分發(fā)揮超級電容器在低轉(zhuǎn)數(shù)，大負(fù)荷情況下，能量基本不受損失；在減速、下坡、剎車情況下，其能量能回收。
避開內(nèi)燃機(jī)在低轉(zhuǎn)速、大負(fù)荷；高轉(zhuǎn)速、高負(fù)荷費(fèi)油的狀態(tài)下運(yùn)行，使發(fā)動機(jī)永遠(yuǎn)在最佳狀態(tài)下運(yùn)行，即省了油，又減少了污染，二元動力超級電容器電動車能節(jié)油30%~50%，減少污染70%~90%。
起步階段：轉(zhuǎn)數(shù)低、負(fù)荷大、費(fèi)油；這個(gè)階段內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組在最佳狀態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)，這時(shí)要用超級電容器啟動、加速，并向超級電容器充電。
正常運(yùn)轉(zhuǎn)階段：這時(shí)內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組是在最佳狀態(tài)運(yùn)行，并向電動機(jī)輸出動力，這時(shí)公共大客車負(fù)荷最小，也最省油，并向超級電容器充電。
高速運(yùn)轉(zhuǎn)階段：內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組向電動機(jī)輸出穩(wěn)定的動力，超級電容器也向電動機(jī)輸出動力。這個(gè)階段電動機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)高、負(fù)荷也大，公共大客車車速也最快。
剎車、停車、減速、下坡階段：這時(shí)發(fā)電機(jī)組、超級電容器停止向電動機(jī)輸出動力，這時(shí)大客車所儲備的動能，電動機(jī)轉(zhuǎn)變成發(fā)電機(jī)向超級電容器充電，能吸收70%的動能，尤其城市公共交通，能節(jié)省大量的燃料。
四、我國在超級電容器技術(shù)方面處于領(lǐng)先地位
我國黑龍江、哈爾濱巨容公司，經(jīng)自主研究開發(fā)超級電容器，在技術(shù)上在國際上處于領(lǐng)先地位，擁有獨(dú)立的知識產(chǎn)權(quán)，產(chǎn)品的技術(shù)水平與俄羅斯同類產(chǎn)品相近（見表3）。俄羅斯的產(chǎn)品被17屆國際電動車年會（EVS-17）評價(jià)為目前國際上最先進(jìn)的超級電容器，知識產(chǎn)權(quán)價(jià)值2億美元。
我國哈爾濱巨容公司的超大電容VC系列產(chǎn)品是采用國內(nèi)各種成熟技術(shù)，以優(yōu)化組合而制成的，所以具有成熟的技術(shù)基礎(chǔ)和產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)。產(chǎn)品經(jīng)過幾年的運(yùn)行試驗(yàn)，性能指標(biāo)完成符合設(shè)計(jì)要求，產(chǎn)品已列入了國家的863項(xiàng)目，并出口到美國、加拿大等國家。
以上情況證明該產(chǎn)品的技術(shù)具有一定的先進(jìn)性和成熟性，具備了裝備各種電動車的基本條件。
五、建立城市公共交通現(xiàn)代化新模式
1．城市公共交通的特點(diǎn)：公共交通線路站點(diǎn)固定，長度一般在8-11公里，最長線路一般不超過13公里。車輛運(yùn)行速度一般在20公里/小時(shí)左右；調(diào)整行駛一般在40公里/小時(shí)左右。車輛啟動、停止、剎車、變速頻繁，車輛在終點(diǎn)停留時(shí)間長，通常停留時(shí)間約在15-30分鐘。
2．建立超級電容器電動大客車專線：線路兩頭設(shè)立充電站，每臺充電站可以同時(shí)充3-5輛超級電容器電動大客車，充電時(shí)間約在15-30分鐘。
3．超級電容器電動大客車性能：用超級電容器裝備能乘坐50人的公共大客車，超級電容器重量約為800-900公斤，一次充電可行駛15公里，最高速度約為40公里/小時(shí)。
4．超級電容器電動大客車優(yōu)點(diǎn)：
⑴超級電容器電動大客車優(yōu)點(diǎn)——環(huán)保、節(jié)能、成本低！
⑵超級電容器具備的優(yōu)點(diǎn)，超級電容器電動大客車都具備。
⑶超級電容器電動大客車制動、減速、下坡的能量可以回收，緊急制動，能量回收率約為50-70％；鉛酸電池能量回收率僅為5％。
⑷超級電容器電動大客車不受續(xù)駛里程限制，可以和汽油車、柴油車在線路上一樣行駛。