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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 混合動(dòng)力汽車用超級(jí)電容器-電池復(fù)合電源系統(tǒng)
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡(jiǎn)介：
- 普通混合動(dòng)力汽車蓄電池功率密度較小，本作品將普通蓄電池與超級(jí)電容器組合，實(shí)現(xiàn)超級(jí)電容器高功率密度和電池高能量密度的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),同時(shí)具有短時(shí)高倍率電流充放電和高能量密度的優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)復(fù)合電源系統(tǒng)對(duì)外充放電過程中，超級(jí)電容器與電池的功率按電池“最佳”工作狀態(tài)進(jìn)行分配，可以延長(zhǎng)電池壽命、降低電池容量、降低電源系統(tǒng)成本。
- 詳細(xì)介紹：
- 普通混合動(dòng)力汽車蓄電池功率密度較小，本作品將普通蓄電池與超級(jí)電容器組合，實(shí)現(xiàn)普通蓄電池高能量密度和超級(jí)電容器高功率密的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，同時(shí)具有短時(shí)高倍率電流充放電和高能量密度的優(yōu)點(diǎn)。采用雙向升降壓DC/DC變換器滿足電池在高于或低于超級(jí)電容器電壓時(shí)保證電池的正常充放電；通過控制DC/DC變換器控制，實(shí)現(xiàn)復(fù)合電源系統(tǒng)對(duì)外充放電過程中，超級(jí)電容器與電池的功率按電池“最佳”工作狀態(tài)進(jìn)行分配。本作品可以延長(zhǎng)電池壽命、降低電池容量、降低電源系統(tǒng)成本，在新能源汽車中所起的作用主要有三種：1）在汽車起動(dòng)、加速和爬坡時(shí)向電機(jī)提供大的瞬時(shí)電流，提供電機(jī)功率，減輕電池輸出壓力，提升整車性能，延長(zhǎng)電池壽命。2）利用電容的寬溫度特性，作為汽車的低溫啟動(dòng)器。3）在剎車時(shí)回收制動(dòng)能量，提高續(xù)駛里程。
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 目的：普通混合動(dòng)力汽車蓄電池功率密度較小，普通蓄電池與超級(jí)電容器組合，實(shí)現(xiàn)普通蓄電池高能量密度和超級(jí)電容器高功率密的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。創(chuàng)新點(diǎn)和技術(shù)關(guān)鍵：電池通過容量較低的DC/DC變換器與超級(jí)電容器相連。DC/DC變換器為雙向升降壓變換器。主要技術(shù)指標(biāo)：直流母線電壓：32～50V；電池電壓：32～48V；最大充放電電流：±300A；DC/DC變換器：32～50V，±100A，帶有過電流、過電壓、過熱保護(hù)。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 科學(xué)性與先進(jìn)性:本作品實(shí)現(xiàn)超級(jí)電容器高功率密度和電池高能量密度的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。采用雙向升降壓DC/DC變換器滿足電池在高于或低于超級(jí)電容器電壓時(shí)保證電池的正常充放電；通過控制DC/DC變換器控制，實(shí)現(xiàn)復(fù)合電源系統(tǒng)對(duì)外充放電過程中，超級(jí)電容器與電池的功率按電池“最佳”工作狀態(tài)進(jìn)行分配。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 本作品方案已被課題委托單位—錦州百納電氣有限公司采用，應(yīng)用結(jié)果良好。
作品所處階段
- 實(shí)驗(yàn)室階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 轉(zhuǎn)讓
作品可展示的形式
- √ 實(shí)物、產(chǎn)品 √ 圖紙 √ 現(xiàn)場(chǎng)演示 √ 圖片 √ 樣品
使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 本作品同時(shí)具有短時(shí)高倍率電流充放電和高能量密度的優(yōu)點(diǎn)，可以延長(zhǎng)電池壽命、降低電池容量、降低電源系統(tǒng)成本。在新能源汽車中所起的作用主要有三種：1）在汽車起動(dòng)、加速和爬坡時(shí)向電機(jī)提供大的瞬時(shí)電流，提供電機(jī)功率，減輕電池輸出壓力，提升整車性能，延長(zhǎng)電池壽命。2）利用電容的寬溫度特性，作為汽車的低溫啟動(dòng)器。3）在剎車時(shí)回收制動(dòng)能量，提高續(xù)駛里程。
同類課題研究水平概述
- 目前，國(guó)內(nèi)在超級(jí)電容與電池組成的復(fù)合電源技術(shù)研究和國(guó)外合作方面也取得了很大的進(jìn)步，重要企業(yè)有錦州百納公司、北京集星公司、上海奧威公司、錦州錦容公司、石家莊高達(dá)公司、北京金正平公司、錦州凱美公司、大慶振富公司、江蘇雙登公司、哈爾濱巨容公司、南京集華公司等十多家。錦州百納公司是國(guó)內(nèi)最大的超級(jí)電容器專業(yè)生產(chǎn)廠。我國(guó)在超級(jí)電容器廠為一汽解放牌混合動(dòng)力客車用超級(jí)電容器及其附屬控制裝置的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，目前已經(jīng)完成了樣品設(shè)計(jì)及性能評(píng)估階段，單體電容已經(jīng)達(dá)到2.7V、3500F，能量密度≥5Wh/kg,功率密度已經(jīng)達(dá)到1500W/kg,內(nèi)阻≤0.5mΩ.最大工作電流≥300A。超級(jí)電容器額定電壓288V，額定容量20F，其他性能還有均壓保證、充放電控制及故障報(bào)警等。 據(jù)最新資料顯示，世界幾大汽車廠商正在積極開發(fā)采用超級(jí)電容器或超級(jí)電容器-電池復(fù)合電源的混合動(dòng)力車型。其中，日本豐田汽車公司以混合動(dòng)力車為主，現(xiàn)已在8款車中采用了與松下電子元件共同開發(fā)的超級(jí)電容器，截至目前共計(jì)銷售40多萬輛，超級(jí)電容器的累計(jì)供貨量已超過1000萬件。 德國(guó)MAN 和Siemens 、EPCOS公司合作建立了歐洲最早的柴油-電驅(qū)動(dòng)和超級(jí)電容器作為大功率儲(chǔ)能裝置的城市公交車。 澳大利亞的第二代混合動(dòng)力aXcessaustralia LEV(低排放汽車)的混合動(dòng)力系統(tǒng)采用了超級(jí)電容器-電池復(fù)合電源系統(tǒng)。 奔馳公司的3.5 L直噴汽油機(jī)加電動(dòng)機(jī)的混合動(dòng)力車型和以$320 CDI為基礎(chǔ)的混合動(dòng)力車型，均采用了電池-超級(jí)電容器復(fù)合電源系統(tǒng)。 寶馬的X3混合動(dòng)力車型也采用了兩塊超級(jí)電容器組，低速區(qū)協(xié)助6缸發(fā)動(dòng)機(jī)提高扭矩，使燃油消耗率降低約10%。 超級(jí)電容器與電池組成的復(fù)合電源必將是未來清潔能源汽車的最佳動(dòng)力方案，而超級(jí)電容器-電池復(fù)合電源技術(shù)正成為混合動(dòng)力汽車研究領(lǐng)域的重點(diǎn)研究方向。 因此本課題“超級(jí)電容器-電池復(fù)合電源系統(tǒng)”的開發(fā)，將突破混合動(dòng)力汽車在電源存儲(chǔ)技術(shù)、短時(shí)高倍率充放電方面的瓶頸，為混合動(dòng)力車提供一種新型動(dòng)力強(qiáng)勁的儲(chǔ)能裝置，符合汽車工業(yè)發(fā)展潮流。本課題研究方向具有前瞻性、必要性和緊迫性，其未來的研究成果影響深遠(yuǎn)，意義重大。
