面向电动车辆的超级电容系统解决方案

目前，以超级电容器为主要车载储能电源的电动公交车故障率较高，超级电容器能量密度、耐高温特性等仍有待增强。在散热问题解决前，只适宜在客流量不太大的线路运营，应用规模也不宜太大。部分主要技术性能达不到理论指标。超级电容器公交车部分技术性能与指标对比见表2−3。

表2−3　超级电容器公交车部分重要性能指标对比

超级电容公交车车辆机动性较差，对路段车流、路况等有特殊要求，平均行驶2～3 km就需及时停靠站点进行快速充电，且充电时对停车位有一定限制，易受其他行驶车辆的影响，仅能适应车流量较少、平行公交线路较少等特定线路的运营要求。

1）超级电容器的一致性检测问题

因为超级电容器的额定电压比较低，所以在应用过程中需要大量串联使用。由于应用中需要大电流充放电，而过充对电容器的寿命有严重影响，因此，串联中各个单体电容器上的电压是否一致是至关重要的。如果能在超级电容器分组组装前进行一致性检测，将充放电性能最接近的超级电容器分成一组，就能够在很大程度上解决超级电容组的均压问题。(www.xing528.com)

2）热管理问题

混合动力系统结构复杂，为了减小在车上的安装空间，会尽量减小超级电容器的体积，使得超级电容器系统的通风和散热困难。而温度对超级电容器各个参数都有很大影响，应保证超级电容器模块处于一个较适宜的工作温度范围内，温度过低时超级电容器性能下降，温度过高则有可能引发安全问题。同时应使各单体处于相对一致的环境温度中，以免对单体一致性造成不利影响。

3）使用安全问题

车用超级电容器工作环境恶劣，车辆运行颠簸，这对超级电容器的抗冲击和振动性能提出了更高的要求，同时灰尘、雨水以及线路磨损等可能导致电池出现爬电、短路、搭铁等绝缘问题。不合理的使用会对超级电容器造成损坏，减短超级电容器的寿命。超级电容器组的电压较高，因此必须进行有效的绝缘保护和高压管理，确保车辆安全和乘客的人身安全。例如2012年夏天，使用第1代“双电”技术的上海825路公交车在示范运行期间突然发生自燃。所以我们必须重视电动车安全问题。

4）运行成本高于预期

目前，国内的超级电容客车市场尚未打开，推广难度主要在于售价高。常态化运营车辆百公里综合运营成本较高，需出台相应激励和扶持政策，且需配套建设充电支架、整流站等基础设施，若新建线网则投资会相应增加。超级电容公交数以百万的单位里程初始成本和难以自我平衡的营运成本，制约了其大量推广应用的可行性。