电动车新应用

梦想之旅

铅酸电池不具备的高功率、大电流放电、循环次数、低温特性等性能，但在超级电容上得以集中体现，而超级电容器所欠缺的高能量密度和低价格，是铅酸电池所拥有。当两者通过合适的充放电控制电路结合后，并联使用在电动自行车上时，两者综合优势将得以很好的发挥。
通过搭配合适的充放电控制电路，超级电容与铅酸电池并联使用，通过长期实际测试有如下效果：
1、延长电池的使用寿命，可以延长至三倍以上
        一般铅酸电池在电动车上只能拥有250次循环寿命，电动车充满电后只可骑行40公里左右，往往只够一天的使用。根据对电动车用户的实际调研，铅酸电池一般只能有效使用1年左右，一年后铅酸电池的性能就会急剧下降，行驶里程和充放电特性会明显衰减，需更进行更换。而实验室中铅酸电池在5～7A的测试电流放电状况下，充放电循环次数可以轻松实现500次，实验室情况与实际应用差距较大，主要原因在于在实际使用过程中，启动、加速和爬坡等环节中铅酸电池需大电流放电，为电动车平稳骑行时电流的三倍左右。而大电流放电对铅酸电池充放电性能将产生不可逆转的损坏，大大影响铅酸电池使用寿命。当超级电容与蓄电池配合使用时，在启动、加速和爬坡等环节中出现的大电流，由超级电容和蓄电池共同承担且以超级电容为主，例如当启动电流为20A时，超级电容端可释放12～15A电流，而电池端只需输出5～8A的电流，这样的电流只相当于电动车平稳骑行时的电流，避免了释放20A大电流对蓄电池造成的损伤，使得铅酸电池一直按平均功率释放5～8A电流，从而延长电池的使用寿命。目前经过实际测试，当铅酸电池与超级电容配合使用时，铅酸电池的寿命可达3年以上，使用寿命提高3倍。
2、行驶里程会提高80%以上
        由于电动车在启动、加速、爬坡过程中需要较大的电流，为平稳骑行时的电流三倍左右，且铅酸电池自身内阻较大，在此环节中能量损耗将是平稳骑行时的10倍以上，能量使用率超低，尤其是在城市里骑行，有着频繁的刹车、加速的环节，将直接影响电动车行驶里程。当与超级电容并联使用时，铅酸电池在启动、加速、爬坡过程中只需平稳骑行电流释放电能，能量转换率高，同时超级电容内阻极低，能量转换率率可达98%，因此会从整体上提供铅酸电池放电的能量转换效率，拓展电动车行使里程。
同时当铅酸电池大电流放电时，电池两端电压将急剧下降，尤其当铅酸电池电压接近截止电压区间，将很容易低于控制器的阈值电压，而使电动车不能正常工作。当并联超级电容后，启动时主要的电流由超级电容提供，铅酸电池不会因电流过大而引起电压急剧下降，可以充分利用‘死区电压’所储存的能量，因而可以扩展电池工作电压范围，增加电动车行驶里程。
3、电动车的启动、爬坡、加速性能会有显著提升
       超级电容最大的特点就是具有较高的功率密度，可以实现大电流充放电，单体为2.7V100F的超级电容额定电流是20A，最多可以放50A以上的大电流，同时对于大电流充放电，没有记忆效应。在电动车启动、爬坡、加速等工作状况下，由于超级电容和铅酸电池共同放电，可以保持大电流放电，使得电动车有较强的加速性能。超级电容自身内阻很低，因此电能转换效率非常高，内部发热较少。因此在启动、爬坡、加速环节中，超级电容可以使电动自行车有强劲的推动力和持久的爬坡能力。
4、低温特性
        由于超级电容最低工作温度为-40℃,且-40℃之前容量变化很小，因此在冬天低温情况下，放电特性基本保持不变，仍可以保持大电流放电特性，而铅酸电池在低于0度以下，放电能力就会大打折扣，造成低温时电动自行车启动缓慢甚至不能启动的现象。尤其在北方城市，由于气候较冷，一年中有3～4个月平均气温不高于0℃，将大大影响电动自行车的使用。通过超级电容与铅酸电池的配合使用，即使在温度较低的环境中，仍可以保持大电流放电的能力，从而保证了低温状况下电动自行车的启动、加速和爬坡能力。

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