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

　　一、超級電容器的技術特點

　　超級電容器的研制成功是儲能設備（蓄電池）的一次革命：其他儲能設備，都是由電能轉(zhuǎn)變成化學能，再由化學能轉(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98％，經(jīng)濟價值大。

　　超級電容器是上個世紀七十年代末，出現(xiàn)的一種產(chǎn)品，它突破了傳統(tǒng)的電容器設計思想，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；到上個世紀末，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入電池應用市場，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)認識，建立了全新的交通運輸電動車的設計思想。

　　超級電容器比功率大，其特性是：充電時，充電量大，充電量快；放電時，放電量大，放電量快。在電動車輛運行時，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；但充電速度快，可以彌補續(xù)駛里程短的缺陷，補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：

　　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（50萬-100萬次）；鉛酸電池壽命短（700次），易損壞，難管理，是鉛酸電池的700~1400倍，可以與設備同命運。

　　3、超級電容器充電速度快（0.3秒~15分鐘）；鉛酸電池充電時間長（5~8小時），很多電池就是充電時間長，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，工作度范圍（-40~＋70）；機動車在-15℃時啟動已經(jīng)困難，而用超級電容器即使是在-30℃時，仍能順利啟動。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，緊急制動能量回收高達75％；鉛酸電池能量回收僅為5％，這點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。超級電容器價格比鉛酸電池高一倍在大量生產(chǎn)后價格還會下降；但超級電容器的壽命比鉛酸電池高700～1400倍，這點對公共大客車產(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，就是充分發(fā)揮超級電容器在低轉(zhuǎn)數(shù)，大負荷情況下，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)燃機在低轉(zhuǎn)速、大負荷；高轉(zhuǎn)速、高負荷費油的狀態(tài)下運行，使發(fā)動機永遠在最佳狀態(tài)下運行，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、負荷大、費油；這個階段內(nèi)燃發(fā)電機組在最佳狀態(tài)運轉(zhuǎn)，這時要用超級電容器啟動、加速，并向超級電容器充電。

　　——正常運轉(zhuǎn)階段：這時內(nèi)燃發(fā)電機組是在最佳狀態(tài)運行，并向電動機輸出動力，這時公共大客車負荷最小，也最省油，并向超級電容器充電。

　　——高速運轉(zhuǎn)階段：內(nèi)燃發(fā)電機組向電動機輸出穩(wěn)定的動力，超級電容器也向電動機輸出動力。這個階段電動機轉(zhuǎn)數(shù)高、負荷也大，公共大客車車速也最快。

　　——剎車、停車、減速、下坡階段：這時發(fā)電機組、超級電容器停止向電動機輸出動力，這時大客車所儲備的動能，電動機轉(zhuǎn)變成發(fā)電機向超級電容器充電，能吸收70％的動能，尤其城市公共交通，能節(jié)省大量的燃料。
由于現(xiàn)在石油價格的飛漲,國外一些汽車企業(yè)已經(jīng)把超級電容應用到汽車上,汽車在下坡時把能量以電能的方式儲存起來,在爬坡時或需要大功率時釋放出來.這樣就降低了使用成本.

　　四、我國在超級電容器技術方面處于領先地位

　　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，在技術上在國際上處于領先地位，擁有獨立的知識產(chǎn)權(quán)，產(chǎn)品的技術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）評價為目前國際上最先進的超級電容器，知識產(chǎn)權(quán)價值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，以優(yōu)化組合而制成的，所以具有成熟的技術基礎和產(chǎn)業(yè)基礎。產(chǎn)品經(jīng)過幾年的運行試驗，性能指標完成符合設計要求，產(chǎn)品已列入了國家的863項目，并出口到美國、加拿大等國家。

　　以上情況證明該產(chǎn)品的技術具有一定的先進性和成熟性，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：公共交通線路站點固定，長度一般在8-11公里，最長線路一般不超過13公里。車輛運行速度一般在20公里/小時左右；調(diào)整行駛一般在40公里/小時左右。車輛啟動、停止、剎車、變速頻繁，車輛在終點停留時間長，通常停留時間約在15-30分鐘。

　　2．建立超級電容器電動大客車專線：線路兩頭設立充電站，每臺充電站可以同時充3-5輛超級電容器電動大客車，充電時間約在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。

　　4．超級電容器電動大客車優(yōu)點：

　?、懦夒娙萜麟妱哟罂蛙噧?yōu)點——環(huán)保、節(jié)能、成本低！

　?、瞥夒娙萜骶邆涞膬?yōu)點，超級電容器電動大客車都具備。

　?、浅夒娙萜麟妱哟罂蛙囍苿印p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％。

　?、瘸夒娙萜麟妱哟罂蛙嚥皇芾m(xù)駛里程限制，可以和汽油車、柴油車在線路上一樣行駛。
幾種主要儲能再生技術方式比較：