汽車領域內 ,超級電容憑借高功率密度、高安全性、使用 壽命長、寬溫域等特性,可在 12V 電氣系統下被用作主電源、安全冗余電源,在48V電氣系統下被用作線控電源, 在 HEV 車型中被用作主電池電芯,助力汽車性能、安全雙提升。
下圖是超級電容應用場景
1、12V 主電源:
12V電氣系統下,通常采用鉛蓄電池作為12V 電源,用于汽油機、柴油機的啟動,但鉛蓄電池存在生產及回收環節污染、充放電速度慢、暫態功率響應能力較差等問題,環保政策方面,全球限鉛令以歐洲為重心,汽車12V鉛蓄電池被替代趨勢凸顯;使用性能方面,使用鉛蓄電池可能在汽車起步、剎車、加減速、爬坡、顛簸等復雜工況下,產生暫態功率不易被蓄電池吸收,母線電壓波動頻繁,因此影響車輛電能質量等問題。
以超級電容替代鉛蓄電池作為12V 主電源,能夠高質量實現汽車高功率啟動、 制動能量回收、電壓穩定三大功能。
汽車啟停:以搭載超級電容的電動汽車啟停系統為例, 當車輛側需求功率瞬間增大時,鋰離子電池平穩提升輸出功率,剩余部分由超級電容補充,從而避免鋰離子電池頻繁進行大功率充放電,有效緩解車輛續航里程的衰減。現研發的超級電容模組可解決傳統啟停電池啟停不平順、壽命短的痛點,實現啟動時間小于0.03 秒、10年使用壽命、 生命周期維護成本低。
能量回收:當汽車處在收油滑行及踩下制動踏板工況時,可利用發動機逆變發電進行剩余能量回收,對超級電容進行充電,降低能量損耗、實現節能減排。超級電容汽車啟停模組的應用 可實現節省燃料1~5%、減少污染排放 30~40%。
電壓穩定:汽車快速啟動瞬間的大電流會導致系統電壓的大幅跌落,對車載用電器的安全使用有影響,超級電容可為車內敏感用電負載提供暫態電壓支撐,伴隨自動駕駛加速滲透,系統電壓的穩定至關重要,超級電容在汽車啟停系統中的應用也將快速滲透。