Maxwell超級電容器引領(lǐng)汽車啟停技術(shù)發(fā)展

上海2014年11月5日電 /美通社/ -- 全球汽車保有量不斷提升，但另一方面，新生產(chǎn)的汽車的尾氣排放并沒有顯著地降低。根據(jù)美國環(huán)境保護(hù)署 (EPA) 提供的數(shù)據(jù)顯示，在2013年生產(chǎn)的車輛中，僅有5%能夠達(dá)到日趨嚴(yán)格的2025年 CO₂ 排放目標(biāo)要求。車輛在城市高峰擁堵期的走走停停不可避免，不僅增加了燃油的消耗，同時也提高了 CO₂ 排放。這使得由于大量汽車行駛而導(dǎo)致的空氣環(huán)境問題更加突出。

如果能在汽車短時停止運動時，停止發(fā)動機(jī)的運行；之后再迅速啟動發(fā)動機(jī)，則可以避免汽車在靜止時發(fā)動機(jī)怠速而導(dǎo)致的燃油消耗和 CO₂ 排放。實際運行數(shù)據(jù)表明，這樣的啟停技術(shù)可有效地節(jié)約燃油損耗：典型值為6~8%。而在擁擠的交通條件下，啟停技術(shù)加上制動能量回收則可以節(jié)約16~18%的燃油。

鑒于啟停技術(shù)能有效地節(jié)約燃油，減少 CO₂ 的排放，因此啟停技術(shù)受到越來越多汽車廠家和用戶的青睞。以 BSG 啟停系統(tǒng)為例，它啟動快速且聲音小，因此被廣泛地應(yīng)用在汽車上。但快速的啟動發(fā)動機(jī)意味著汽車的啟動電流很大：其瞬時電流可高達(dá) 1000A。這么大的電流會導(dǎo)致系統(tǒng)電壓大幅跌落。以圖1的某實際工況為例，啟動時的較大電流超過 800A，對應(yīng)的電壓系統(tǒng)的電壓跌至 7V 左右。過低的電壓會影響到車載電子設(shè)備的正常運行。因此確保汽車在重新啟動時電壓的穩(wěn)定是實現(xiàn)啟停技術(shù)的一個關(guān)鍵。

德國的大陸公司 (Continental) 聯(lián)手美國的 Maxwell 科技公司 (Maxwell Technology)，開發(fā)出針對汽車啟停的電壓穩(wěn)定系統(tǒng) (VSS)，有效地解決了汽車在啟動時的電壓跌落問題，保證了車載系統(tǒng)的電子設(shè)備的正常工。

VSS 采用 Maxwell 的兩個 1200F 超級電容器單體。平時這兩個串聯(lián)的單體和電池是分開的。當(dāng)汽車啟動，電流過大或電壓降過大時，則超級電容器投入運行，和電池串聯(lián)。這樣就能抬升，穩(wěn)定整車的系統(tǒng)電壓，并能夠提供更大的啟動電流，使啟動過程更快地完成。

圖1比較了采用 VSS 和無 VSS 的啟動情況。由該圖可知，VSS 有效地維持了電壓的穩(wěn)定：系統(tǒng)電壓在啟動時的較低電壓仍超過了 10V；此外啟動快速：只需大約 500ms 而不是之前的1s左右的時間。

VSS對發(fā)動機(jī)啟動的性能改進(jìn)

圖2為 Maxwell 科技公司提供的用在 VSS 上的兩個串聯(lián)的 1200F 超級電容器單體。超級電容器內(nèi)阻小，因此非常適合用于大電流啟動，在穩(wěn)定電壓的同時提升啟動速度。此外，超級電容器的運行溫度范圍廣，較低可至-40攝氏度，因此采用了超級電容器的 VSS 可在寬廣的溫度和地域范圍上使用。超級電容器還有一個重要特點，其壽命很長，典型的循環(huán)使用壽命可達(dá)1百萬次。其免維護(hù)的特性使得它的使用成本非常低，因此這也成了 VSS 采用超級電容器的一個重要原因。

Maxwell 科技公司作為超級電容器行業(yè)的領(lǐng)軍人物，在研發(fā)、技術(shù)、生產(chǎn)、制造、市場和應(yīng)用等方面遙遙領(lǐng)先其競爭對手。有別于其他公司的濕法電極制造方法，Maxwell 的干法電極保證了其生產(chǎn)的超級電容器具有更長的壽命和更高的可靠性、穩(wěn)定性，以及更好的機(jī)械抗振性能。Maxwell 的超級電容器廣泛地運用在各個行業(yè)，產(chǎn)品經(jīng)過了長時間的實際運行的檢驗，表現(xiàn)出來的優(yōu)秀性能得到了廣大用戶的認(rèn)可。因此，VSS 很自然地選用了 Maxwell 的產(chǎn)品。

采用了 Maxwell 科技公司超級電容器的 VSS 完善了啟停系統(tǒng)，因此被廣泛地用在了標(biāo)致雪鐵龍集團(tuán)下的小汽車。目前全球已有超過1百萬輛汽車裝有 VSS。它們輔助啟停系統(tǒng)，有效地節(jié)約了燃油消耗，減少了 CO₂ 的排放，為空氣環(huán)境的改善作出了貢獻(xiàn)。

Maxwell公司用于VSS的超級電容器單體

Maxwell 超級電容器在公交車，商用車和工程車的廣泛應(yīng)用

Maxwell 科技公司在汽車電動化的應(yīng)用方面走在了業(yè)界的前列。除了用于電壓穩(wěn)定，超級電容器還能夠釋放電池?zé)o法比擬的大功率。因此超級電容器特別適合用于電氣應(yīng)用的大功率的能量循環(huán)利用。比如在城市混合動力公交車上，以中國為例，采用 Maxwell 超級電容器的客車已超過了一萬輛。這些混合動力客車?yán)贸夒娙萜骰厥罩苿幽芰?，然后將之用于車輛加速，從而有效地節(jié)油達(dá)40%，并減少了尾氣排放。

在商用汽車領(lǐng)域，F(xiàn)lextronics Automotive 公司采用 Maxwell 超級電容器設(shè)計了儲能回收系統(tǒng)用于所有 Daimler Citaro 公交車。它能在車輛制動階段，將剎車能量回收儲存在超級電容器模塊中，這部分能量可用于包括空調(diào)、內(nèi)外部照明等車輛的配件負(fù)載。實際運行表明，采用了 Maxwell 超級電容器的 Daimler Citaro 公交車百公里可實現(xiàn)節(jié)油0.75-1.5升。

挖掘機(jī)、港口吊車、鏟車等需要大量重復(fù)操作的非道路應(yīng)用工程車對超級電容器的需求也在不斷增長。以液壓挖掘機(jī)為例，通過超級電容進(jìn)行能量回收可大幅度地降低排放并減少維護(hù)工作量。

Maxwell 超級電容器在小汽車，公交車，商用車和工程車的成功和廣泛應(yīng)用，使我們有理由相信超級電容器在汽車未來的電動化路上將有更廣闊的發(fā)展空間，對環(huán)境的改善和能源的節(jié)約發(fā)揮更大的作用。

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