利用超級電容延長交通運輸和移動應用中的電池壽命

電池壽命逐漸成為系統性能和可靠性的最關鍵因素之一，而超級電容的引入將在兩個主要應用領域幫助延長電池壽命。首先，它們能夠戲劇性地降低卡車、轎車、輪船和電動發電機等車輛中的電池更換成本。其次，它們能夠將智能手機和平板電腦等移動設備的運行時間延長400%.

超級電容具有無限次的再充電能力和很高的能量密度，可以在寬溫度范圍內甚至電池發生故障的情況下為汽車、重型運輸車輛、船舶和牽引機車提供有保證的發動機啟動功能。

在移動電子系統中，超級電容能夠在多種不同的應用使用場合控制峰值電流。由于能夠更好地控制放電，電池能夠更長時間地保持它們的峰值電能，并延長設備的運行時間。

研究這兩大應用領域的市場需求展示了增加超級電容的好處，但是方式完全不同。

發動機啟動

交通運輸領域中最關鍵的因素是發動機的啟動可靠性。鉛酸電池每啟動一次發動機，距終了壽命就更近一步。點火系統使用超級電容組可以使電池擺脫通常會減少壽命的惡劣發動機啟動放電。典型的鉛酸電池可以在特定應用中通過使用超級電容延長70%的有用壽命。另外，用超級電容啟動發動機可以在更冷的溫度下實現更高的可靠性。

在貨車運輸行業，超級電容的使用在多個方面有助于改善日常操作。一般來說，18個車輪的拖掛車和公交車會配置3至4個電池。當其中一個電池失效時，車輛就要求相對昂貴的搭線啟動，一次啟動的價格高達600美元。

另外，電池更換成本約為每個200美元，正因為此，市場研究人員發現貨車和公共汽車中的電池偷竊是一個很大的問題。另外，當溫度低于零下10華氏度時，鉛酸電池的啟動可靠性會急劇下降。而超級電容可以將這個范圍擴展到零下40華氏度，從而在寒冷氣候條件流行的地區進一步提高發動機啟動的可靠性。

Cooper Bussmann公司開展的市場調查表明，通常在沒有電網的建筑場所使用的電動發電機中，60%至80%的發動機故障是由于電池問題引起的。報告還指出，電池偷竊在這里也是一個嚴重的問題。

機車必須能夠在所有條件下可靠地工作，以便滿足非常嚴格的火車調度要求。寒冷天氣是機車最廣泛的工作條件之一，超級電容可以在零下40華氏度幫助發動機啟動，而鉛酸電池在零下10華氏度就不能可靠工作了。

船舶的發動機啟動很關鍵，因為它們工作在無法搭線啟動的條件下，而且像風暴或大潮等環境條件要求很高的可靠性。另外，船舶上用于電子設備（探魚器和導航）的其它電氣系統在發動機不運行時將給鉛酸電池帶來不小的負載。

在轎車應用中，排放標準將推動汽車制造商安裝啟停系統。據預測，到2017年將有40%至70%的新車配備啟停系統。要求汽車發動機在空閑周期之后自動停機需要更多的重啟次數，這將給鉛酸電池帶來更大的壓力，并縮短它們的壽命。今天，大多數汽車制造商安裝第二塊電池來保證啟停系統的可靠性。

超級電容安裝方法

超級電容可以在所有上述情況下提供諸多好處，它們可以采用以下三種安裝方式之一：

●直接并聯

●超級電容啟動機

●智能啟動

直接并聯方法是將超級電容組安裝在電池和發動機電氣系統之間。它提供最簡單和最低價的方式讓超級電容和現有電池一起工作。這種方法的原理圖如下：

利用上面的直接并聯方法，超級電容可以延長電池壽命，并分擔系統的大電流負載。但它仍然受內部負載漏電的影響，因此在發動機關閉后如果大燈還亮著的汽車可能仍然會無法啟動。