超級電容在電動車中應用研究及發展趨勢分析

　　西安交通大學電動車研發中心還依托西安交大科技園和博源電動車技術有限責任公司合作進行了超級電容一蓄電池復合電源微型電動車的研究。該微型電動車采用輪轂式無刷直流電機(BLDCM)，運用再生制動能量回收技術，并應用了μ綜合魯棒控制算法。實驗證明，采用上述技術的微型電動車比普通電動車在動力性能和續駛里程上都有顯著提高，尤其是在頻繁剎車和突然加速的工況下，效果提高更明顯。設計的復合電源微型電動車控制系統的主電路如圖4所示，工作原理如圖5所示，系統工作狀態如表2所示。該復合電源微型電動車具有如下優點：①在車輛制動和減速時可大電流充電，從而提高能量回收效率，延長電動車的續駛里程;②超級電容的功率密度較大，因此可大電流放電，改善電動車的啟動、加速、爬坡性能;③可避免蓄電池大電流充放電，提高蓄電池的使用壽命;④可提高制動力矩，改善制動系統的可靠性;⑤回收時可先對超級電容充電，再對電池充電，所以可控性較好;⑥結構緊湊，成本較萬方數據。

　　4、超級電容的應用發展趨勢

　　超級電容由于具有比功率高、循環壽命長、充放電時間短等優勢，因此作為電動車的動力源(13.48，0.090，0.67%)而得到重視。隨著環保型電動車研究的深入。超級電容已經成為近年來新型能源器件的一個研究熱點，超級電容的市場份額也將會越來越大。

　　用超級電容作為惟一能源的電動車，由于超級電容比能量低的致命影響，注定其續駛里程短，難以推廣應用。如果超級電容的比能量不能在近階段內有突破性進展，那么以超級電容作為惟一能源的電動車在近幾年里就很難進入實用階段。

　　超級電容和其他儲能元件組成的復合電源系統兼顧了其他儲能元件的高比能量和超級電容的高比功率的優點，可以更好地滿足電動車啟動和加速性能的要求，并能提高電動車制動能量的回收效率。增加續駛里程。目前，超級電容可以和蓄電池、燃料電池、飛輪電池等組成復合電源系統。由于燃料電池存在成本很高、冷啟動響應慢等缺陷，因此近幾年還處于實驗階段。飛輪電池的使用條件要求比較苛刻，再加上安全考慮，因此目前還很難有所突破。對蓄電池的研究目前已相當成熟，并且它成本相對較低，在電動車能源領域占有重要的地位，因此超級電容一蓄電池復合電源系統最具有競爭力。隨著對電動車用超級電容的進一步研究和開發，超級電容一蓄電池復合電源系統在滿足性能和成本要求上更具有實用性，其市場前景廣闊，經濟效益顯著。

　　5、結論

　　本文在介紹超級電容的機理特性和概述國內外超級電容在電動車中應用現狀的基礎上，總結了超級電容應用在電動車中的拓撲結構及其控制策略。西安交通大學電動車研發中心通過對電動車和超級電容的研究，認為：超級電容比能量低的特性決定了以超級電容為惟一能源的電動車只適合用于短距離和線路同定的區域，因此近期內難以推廣應用。超級電容一蓄電池復合電源系統綜合了超級電容和蓄電池的優點，不僅可以改善電動車的瞬時功率特性，而且可以避免蓄電池大電流放電，延長蓄電池的使用壽命，增加電動車的續駛里程，因此將是超級電容應用于電動車領域的重要發展方向，并具有廣闊的市場前景。