1、电动汽车中的超级电容器,1.超级电容器简介、构造和原理2.研究的背景及意义3.研究的现状4.展望与总结,电动汽车中的超级电容器,超级电容器简介,超级电容器又叫双电层电容器，从结构上看，超级电容器主要由电极、电解质、隔膜、端板、引线和封装材料组成。超级电容器是一种介于传统电容器和蓄电池之间的新型储能器件，具有法拉级的超大电容量，比同体积的普通电容器容量大 2000 6000 倍，功率密度比电池高10100倍可以在短时间大电流充放电，充放电效率高，循环寿命长，并且免维护。,极化电极,电解液,极化电极,电解液,隔离层,超级电容器构造,主要影响因素1.电极2.电解质3.隔膜的组成和质量,超级电容器原理
2、和优点,原理：它是通过电极与电解质之间形成的界面双层来存储能量的新型元器件。当电极与电解液接触时，由于库仑力、分子间力及原子间力的作用，使固液界面出现稳定和符号相反的双层电荷，把双电层超级电容看成是悬在电解质中的两个非活性多孔板，电压加载到两个个板上。加在正极板上的电势吸引电解质中的负离子，负极板吸引正离子，从而在两电极的表面形成了一个双电层电容器 。优点：1、容量高 2、充电速度快 3、功率密度高 4、使用温度范围广 5、放电效率高，超长寿命,研究超级电容器背景及意义,环境污染 ：汽车尾气大量的排放能源短缺：煤、石油、天然气的大量消耗,汽车,提高能量的储备与利用率、无污染,在电动汽车中利用超
3、级电容器,1、作为汽车的动力源泉（1）、在汽车启动时的应用（2）、在汽车制动时应用,超级电容器在汽车中的应用,超级电容器在汽车中的应用,(1)、在汽车启动时的应用把超级电容器和蓄电池并联起来，启动初始时，可由超级电容器向启动机提供强大的启动电流带动发动机转动，在蓄电池克服其内阻开始放电时，发动机已经转动，启动负载变得很小。此时只需蓄电池提供较小的电流支持到发动机正常运转即可。超级电容器与蓄电池并联时仅需一次点火，不仅能改善启动电动机的速度和性能，而且还能改善蓄电池的应用状态。,(2)、在汽车制动时应用超级电容在制动能量再生系统中的储能原理是先将车辆在制动或减速过程中的动能，通过发电机转化为电能
4、并以化学能的形式存储在超级电容中；当车辆需要起动或加速时，再将超级电容中的化学能通过电动机转化为车辆行驶的动能。以超级电容做为储能器，由发电机和电动机实现机械能和电能之间的转化。,超级电容器在汽车中的应用,电动汽车实例,国外：在莫斯科政府资助下，ESMA 公司研制了以超级电容器为唯一能源的电动公交车和电动卡车。电动公交车满载质量 9500KG，可容纳 50 名乘客，最大速度 20KM/h，电动卡车满载质4000KG，最高速度70Km/h， 它们采用相同的超级电容器组：输出能量 8.6kwh，电容器组中电容数 300个， 最大工作电压 180V， 最小工作电压 80V，总质量 950kg，总充电
5、时间 12-15min。,国内：2006年9月，在上海11路公交线路上投入了一条超级电容电动公交车商业化运营示范线，该车最大总质量 16000kg，最高车速大于52km/h，最大爬坡度大于12%，连续行驶里程3-8km，终点站充电时间为2-3min，沿途站充电时间为20-30秒，最大能量回收率大于等于40%。,电动汽车实例,2、作为汽车辅助电源 （1）替代高功率电池应用在混合电动汽车上； （2）作为燃料电池电动车的辅助动力电源； （3）与高能量电池组成混合电源应用在纯电动汽车上；,超级电容器在汽车中的应用,1、在混合电动汽车上的应用国外：从1997年丰田公司第一辆混合电动汽车 Prius上市，
6、到现在先后有了本田公司的 Insight 和Civic、福特公司的 Escape等国内：上海华普汽车公司也研制出了以超级电容器为辅助电源的混合电动轿车，其超级电容器由上海奥威科技开发有限公司提供，采用超级电容器后，该车节油15%，尾气排放减少30%，制动能量回收率达到 5%。,电动汽车实例,2、在燃料电池电动汽车上的应用国外：在日本，本田公司生产了一款以超级电容器为辅助电源的燃料电池汽车，超级电容器在启动，加速，上坡时提供峰值功率，同时在制动或下坡时又可迅速回收多余的能量。国外：由上海奥威科技开发有限公司研制的超级电容器已成功应用在清华大学研制的燃料电池城市客车上，并表现出优异的性能，该车燃料
7、电池发动机的净输出功率为 50kw，电机驱动系统为交流牵引异步电机。3、在纯电动汽车上的应用目前，国内外在这方面的研究也在积极开展中。,电动汽车实例,1、如何在电动汽车性能与成本之间做好平衡？2、动力电源成本和系统控制成本的增加如何解决？3、电动汽车如何解决续航里程、段式充电站的问题？4、超级电容器的成本问题；,发展目标与展望,总结,超级电容器由于其优异的功率特性和超长的循环寿命而受到日益重视，它既可以作为电动汽车的唯一动力电源，也可以作为电动汽车的辅助动力电源，有逐步取代目前更换频繁的蓄电池之势，由此可见其应用潜力巨大，相信，通过各项技术的完善，超级电容器必将在电动汽车的发展过程中发挥重要作用。,Thank You！,
