混合動(dòng)力車用鋰離子電容器的開發(fā)(三)
英飛凌汽車電子生態(tài)圈
我們開發(fā)的LIC已經(jīng)在瞬低補(bǔ)償裝置和太陽能發(fā)電負(fù)荷平均化等領(lǐng)域得到了采用。例如，瞬低補(bǔ)償裝置不同于可供應(yīng)5分鐘以上電力的UPS，可針對在1分鐘以內(nèi)的短時(shí)間內(nèi)發(fā)生的電力下降供給電力?！ DLC由于容量較小，最多只能補(bǔ)償雷電造成的數(shù)ms左右的瞬時(shí)電壓下降。而LIC的容量比較大，可用于電力公司自動(dòng)供電導(dǎo)致的停電以及從常用線路切換為備用線路時(shí)的停電等數(shù)秒左右的電壓下降（表3）。
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瞬低補(bǔ)償裝置并非設(shè)置在每臺設(shè)備上，而是通過統(tǒng)一補(bǔ)償整個(gè)工廠，從而可降低管理成本。瞬低補(bǔ)償裝置目前仍以鉛蓄電池為主流，但鉛蓄電池的漏電流大，需要花費(fèi)成為來維持電壓，因此今后有望被LIC取代。
正在海島上做驗(yàn)證試驗(yàn)
作為太陽能發(fā)電負(fù)荷平均化的應(yīng)用事例，在日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省的“平成21年度海島獨(dú)立型系統(tǒng)新能源導(dǎo)入驗(yàn)證事業(yè)”中，沖繩縣的與那國島（150kW）、北大東島（90kW）和多良間島（230kW）采用了我們的LIC（圖5）。
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| 圖5：用于多良間島的太陽能發(fā)電負(fù)荷平均化 沖繩電力在多良間島設(shè)置了230kW的太陽能發(fā)電設(shè)備，在實(shí)施使用LIC的負(fù)荷平均化驗(yàn)證試驗(yàn)。 |
海島上存在的問題有用柴油發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)電的發(fā)電成本高和需要為減輕環(huán)境負(fù)荷而削減CO2排放量等。作為對策，通過導(dǎo)入太陽能發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電，在減少柴油發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)電用燃料的運(yùn)輸量的同時(shí)，還可削減CO2排放量。另外，由于海島上使用的是獨(dú)立的小規(guī)模系統(tǒng)，可作為微型智能電網(wǎng)驗(yàn)證，因此已經(jīng)開始了驗(yàn)證試驗(yàn)。
與鉛蓄電池組合使用
我們認(rèn)為，包括怠速停止系統(tǒng)（ISS）在內(nèi)的混合動(dòng)力車市場今后非常有潛力。電動(dòng)汽車和插電式混合動(dòng)力車等需要一定能量容量的汽車無疑最適合使用LIB。然而，對混合動(dòng)力車而言，輸出功率、再生效率和壽命比能量容量更為重要，與LIB和鎳氫充電電池等充電電池相比，LIC更合適（表4）。
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具體地，我們打算在配備ISS的車輛上將其與鉛蓄電池組合使用。ISS可發(fā)揮兩個(gè)作用：①在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)向啟動(dòng)器供電；②在發(fā)動(dòng)機(jī)停止時(shí)及發(fā)電停止時(shí)供電。
關(guān)于①向啟動(dòng)器供電，采用LIC可代替鉛蓄電池供給大電力。鉛蓄電池如果反復(fù)以大電力放電，會(huì)加速劣化。因此，通過將LIC與鉛蓄電池并聯(lián)，從低電阻LIC中釋放大電力，可防止鉛蓄電池因發(fā)生大的輸出變動(dòng)而劣化。
在鉛蓄電池上并聯(lián)我們的LIC時(shí)的電流和電壓變化如圖6所示。試驗(yàn)條件參考了混合動(dòng)力車的實(shí)車行駛模擬模式。從結(jié)果可知，較大電流的變動(dòng)LIC會(huì)予應(yīng)對，鉛蓄電池不會(huì)發(fā)生大變動(dòng)。
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| 圖6：以LIC應(yīng)對較大的輸出變動(dòng) 通過并聯(lián)鉛蓄電池和低電阻LIC，鉛蓄電池不會(huì)發(fā)生較大輸出變動(dòng)，因而可防止劣化。 |
另外，②的發(fā)動(dòng)機(jī)停止時(shí)和發(fā)電停止時(shí)向車載電裝品供電很重要。汽車一般以發(fā)動(dòng)機(jī)的皮帶驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)獲得能量，因此發(fā)電機(jī)直接與燃效相關(guān)。所以，采用使發(fā)電機(jī)脫離動(dòng)力源的構(gòu)造，可實(shí)現(xiàn)具有出色燃效的車輛。
不過，即使發(fā)電機(jī)脫離動(dòng)力源，助力方向盤等電裝品也需要較大的電力。因此認(rèn)為，不僅是鉛蓄電池，還要追加LIC，方可實(shí)現(xiàn)大電力的供給。
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