汽车领域内 ,超级电容凭借高功率密度、高安全性、使用 寿命长、宽温域等特性,可在 12V 电气系统下被用作主电源、安全冗余电源,在48V电气系统下被用作线控电源, 在 HEV 车型中被用作主电池电芯,助力汽车性能、安全双提升。
下图是超级电容应用场景
1、12V 主电源:
12V电气系统下,通常采用铅蓄电池作为12V 电源,用于汽油机、柴油机的启动,但铅蓄电池存在生产及回收环节污染、充放电速度慢、暂态功率响应能力较差等问题,环保政策方面,全球限铅令以欧洲为重心,汽车12V铅蓄电池被替代趋势凸显;使用性能方面,使用铅蓄电池可能在汽车起步、刹车、加减速、爬坡、颠簸等复杂工况下,产生暂态功率不易被蓄电池吸收,母线电压波动频繁,因此影响车辆电能质量等问题。
以超级电容替代铅蓄电池作为12V 主电源,能够高质量实现汽车高功率启动、 制动能量回收、电压稳定三大功能。
汽车启停:以搭载超级电容的电动汽车启停系统为例, 当车辆侧需求功率瞬间增大时,锂离子电池平稳提升输出功率,剩余部分由超级电容补充,从而避免锂离子电池频繁进行大功率充放电,有效缓解车辆续航里程的衰减。现研发的超级电容模组可解决传统启停电池启停不平顺、寿命短的痛点,实现启动时间小于0.03 秒、10年使用寿命、 生命周期维护成本低。
能量回收:当汽车处在收油滑行及踩下制动踏板工况时,可利用发动机逆变发电进行剩余能量回收,对超级电容进行充电,降低能量损耗、实现节能减排。超级电容汽车启停模组的应用 可实现节省燃料1~5%、减少污染排放 30~40%。
电压稳定:汽车快速启动瞬间的大电流会导致系统电压的大幅跌落,对车载用电器的安全使用有影响,超级电容可为车内敏感用电负载提供暂态电压支撑,伴随自动驾驶加速渗透,系统电压的稳定至关重要,超级电容在汽车启停系统中的应用也将快速渗透。