基本信息
- 項目名稱：
- 混合動力汽車用超級電容器-電池復合電源系統(tǒng)
- 小類：
- 機械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 普通混合動力汽車蓄電池功率密度較小，本作品將普通蓄電池與超級電容器組合，實現(xiàn)超級電容器高功率密度和電池高能量密度的優(yōu)勢互補,同時具有短時高倍率電流充放電和高能量密度的優(yōu)點，實現(xiàn)復合電源系統(tǒng)對外充放電過程中，超級電容器與電池的功率按電池“最佳”工作狀態(tài)進行分配，可以延長電池壽命、降低電池容量、降低電源系統(tǒng)成本。
- 詳細介紹：
- 普通混合動力汽車蓄電池功率密度較小，本作品將普通蓄電池與超級電容器組合，實現(xiàn)普通蓄電池高能量密度和超級電容器高功率密的優(yōu)勢互補，同時具有短時高倍率電流充放電和高能量密度的優(yōu)點。采用雙向升降壓DC/DC變換器滿足電池在高于或低于超級電容器電壓時保證電池的正常充放電；通過控制DC/DC變換器控制，實現(xiàn)復合電源系統(tǒng)對外充放電過程中，超級電容器與電池的功率按電池“最佳”工作狀態(tài)進行分配。本作品可以延長電池壽命、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、加速和爬坡時向電機提供大的瞬時電流，提供電機功率，減輕電池輸出壓力，提升整車性能，延長電池壽命。2）利用電容的寬溫度特性，作為汽車的低溫啟動器。3）在剎車時回收制動能量，提高續(xù)駛里程。
作品專業(yè)信息
設計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術關鍵和主要技術指標
- 目的：普通混合動力汽車蓄電池功率密度較小，普通蓄電池與超級電容器組合，實現(xiàn)普通蓄電池高能量密度和超級電容器高功率密的優(yōu)勢互補。創(chuàng)新點和技術關鍵：電池通過容量較低的DC/DC變換器與超級電容器相連。DC/DC變換器為雙向升降壓變換器。主要技術指標：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。
科學性、先進性
- 科學性與先進性:本作品實現(xiàn)超級電容器高功率密度和電池高能量密度的優(yōu)勢互補。采用雙向升降壓DC/DC變換器滿足電池在高于或低于超級電容器電壓時保證電池的正常充放電；通過控制DC/DC變換器控制，實現(xiàn)復合電源系統(tǒng)對外充放電過程中，超級電容器與電池的功率按電池“最佳”工作狀態(tài)進行分配。
獲獎情況及鑒定結果
- 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，應用結果良好。
作品所處階段
- 實驗室階段
技術轉讓方式
- 轉讓
作品可展示的形式
- √ 實物、產(chǎn)品 √ 圖紙 √ 現(xiàn)場演示 √ 圖片 √ 樣品
使用說明,技術特點和優(yōu)勢,適應范圍,推廣前景的技術性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預測
- 本作品同時具有短時高倍率電流充放電和高能量密度的優(yōu)點，可以延長電池壽命、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、加速和爬坡時向電機提供大的瞬時電流，提供電機功率，減輕電池輸出壓力，提升整車性能，延長電池壽命。2）利用電容的寬溫度特性，作為汽車的低溫啟動器。3）在剎車時回收制動能量，提高續(xù)駛里程。
同類課題研究水平概述
- 目前，國內在超級電容與電池組成的復合電源技術研究和國外合作方面也取得了很大的進步，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。錦州百納公司是國內最大的超級電容器專業(yè)生產(chǎn)廠。我國在超級電容器廠為一汽解放牌混合動力客車用超級電容器及其附屬控制裝置的系統(tǒng)結構，目前已經(jīng)完成了樣品設計及性能評估階段，單體電容已經(jīng)達到2.7V、3500F，能量密度≥5Wh/kg,功率密度已經(jīng)達到1500W/kg,內阻≤0.5mΩ.最大工作電流≥300A。超級電容器額定電壓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)采用超級電容器或超級電容器-電池復合電源的混合動力車型。其中，日本豐田汽車公司以混合動力車為主，現(xiàn)已在8款車中采用了與松下電子元件共同開發(fā)的超級電容器，截至目前共計銷售40多萬輛，超級電容器的累計供貨量已超過1000萬件。 德國MAN 和Siemens 、EPCOS公司合作建立了歐洲最早的柴油-電驅動和超級電容器作為大功率儲能裝置的城市公交車。 澳大利亞的第二代混合動力aXcessaustralia LEV(低排放汽車)的混合動力系統(tǒng)采用了超級電容器-電池復合電源系統(tǒng)。 奔馳公司的3.5 L直噴汽油機加電動機的混合動力車型和以$320 CDI為基礎的混合動力車型，均采用了電池-超級電容器復合電源系統(tǒng)。 寶馬的X3混合動力車型也采用了兩塊超級電容器組，低速區(qū)協(xié)助6缸發(fā)動機提高扭矩，使燃油消耗率降低約10%。 超級電容器與電池組成的復合電源必將是未來清潔能源汽車的最佳動力方案，而超級電容器-電池復合電源技術正成為混合動力汽車研究領域的重點研究方向。 因此本課題“超級電容器-電池復合電源系統(tǒng)”的開發(fā)，將突破混合動力汽車在電源存儲技術、短時高倍率充放電方面的瓶頸，為混合動力車提供一種新型動力強勁的儲能裝置，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，意義重大。
