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标题: zt电容储能式电动公交车 [打印本页]

作者: 电容车 时间: 2007-10-5 16:32
标题: zt电容储能式电动公交车

性能指标:
　　VCT系列车用超级电容器的性能介于电容器和电池之间，其主要技术指标见表1

技术特点：
· 充电快，在12—15分钟内达到额定容量的97％。
· 比能量高，达到12Wh／Kg，是铝电解电容器的1000倍。
· 使用寿命长，循环使用达1万次以上。
· 低温性能好，可在一40~C条件下正常工作。
· 无污染、免维护、安全可靠。
使用实例：
　　1.巨容公司开发研制的电动车用超级电容器已应用在哈尔滨电车公司的电车供电系统中，该电容器组充电时间为10一15分钟，充电方式为停止时车载充电和行使时车载在线充电。最高时速达60公里，续驶里程为20公里。完全解决了无轨电车部分区域及全程脱线运行问题。
　　此外，经低温启动试验，在一40℃仍可正常启动，解决了北方地区的寒冷季节电车脱线后启动困难问题。该车稳定运行己达3个月，行驶里程5000公里，在整个试验过程中，电容器组无需维护。
　　2.我公司开发研制的电动车用超级电容器组件作为电源在哈工大电动车课题组研制的电容电动车上进行运行实验，性能良好，达到了预期效果。
　　该电容器组具有充电时间短行驶里程长的特点，只需一次充电15分钟便能连续行驶25公里，最高时速可达52公里/小时，这一创新成果在单纯以电容为能源的国际电动车领域遥遥领先。
　　该样车实现了超级电容器作为唯一能源的应用，具有无污染、零排放、低温特性好的特点，特别适合北方城市公交运行。
　　3.我公司开发研制的电动车用超级电容器组件在烟台中上公司研制的电动公交车上应用，在12公里的公交线路上，共有48个车站，当公交车停靠车站时，超级电容元件在30秒内完成对公交车的充电。
　　截止报告日，该实验车已安全、稳定运行近一年，在整个实验过程中，电容器组无需维护。

[ 本帖最后由电容车于 2007-10-5 16:43 编辑 ]

作者: xqtkj 时间: 2007-10-7 08:13
能把这种20000-100000F/1.4V的电容与什么蓄电池的容量等参数作个类似的比较吗?

作者: zhen8012 时间: 2007-11-17 09:48
很想知道这种车的工作原理，那位师傅可以指教？

作者: 电容车 时间: 2007-11-19 19:15
标题: ZT展示：超级电容混合动力轿车
华普低成本产业化混合动力轿车
●整车技术特点
油电混合，采用超级电容器作为辅助动力电源，为车辆提供在启动、爬坡、加速等功率突变情况下所需的功率，并可实现在下坡和刹车减速时的能量回收，起到重要的功率平衡作用，使发动机大部分时间都处于效率极佳的功率区间，有效地降低能耗和减少尾气排放。

●整车性能指标
经济性：与基础车相比，能量消耗降低率大于15％（NEDC）（GB/T19753-2005）；
排放：整车排放达到国Ⅳ标准；
动力性：加速时间与基础车相当（GB/T19752-2005）；
噪声：加速行驶车外噪声满足GB1495-2002；
可靠性：平均故障间隔里程大于3000km；
耐久性：混合动力主要部件首次大修里程大于7万公里；
一次加油续驶里程：大于500km。

●超级电容器辅助动力模块性能参数

模块类型参数名称参数值
无机
类型
辅助
动力
模块工作电压区间， V 30～50
工作电压区间的有效放电能量（100A），kJ ≥100
最大比功率，W/kg 1200
标称容量（100A），F 200
等效直流内阻，Ω ≤0.0256
使用寿命（深充放电循环次数） ≥100000
工作温度范围，℃ -40～+60
质量，kg ≤32

有机
类型
辅助
动力
模块工作电压区间， V 25～50
工作电压区间的有效放电能量（100A），kJ ≥90
最大比功率，W/kg 2000
标称容量（100A），F 190
等效直流内阻，Ω ≤0.009
使用寿命（深充放电循环次数） ≥500000
工作温度范围，℃ -40～+60
质量，kg ≤25

●超级电容器辅助动力模块技术特点
1、大功率性能卓越，辅助动力的能力突出
模块全部选用功率型超级电容器单体组成而成，整个模块等效直流内阻很小，包括所有配件，模块的质量比功率超过1000W/kg，最大工作电流可达450A。测试和使用过程中完全能满足要求。
2、能量转换效率高
由于超级电容器在储存和释放能量的过程中没有或很少发生电化学反应、温度对其性能的影响很小、加上其大功率性能突出，所以，即使在大电流充放电的条件下，模块的能量转换效率都很高，远远要优于蓄电池。经过仿真测试和整车实际道路试验，所配装的超级电容器辅助动力模块的能量回馈效率一般都不低于75％，释放能量的效率不低于88％。
3、超长的使用寿命，长期免维护使用
超级电容器本质特性决定了该模块具有超长的使用寿命。所选用的功率型超级电容器单体，在常温常压下，即使以20倍率的工作电流进行深度的充放电循环，其使用寿命一般都可以达到10万次以上，实际在车上使用，大部分时间其充放电深度都比较浅，所以寿命将更长；另外，该模块自身集成了一套电压均衡系统，严格控制了内部每个超级电容器单体允许的充电和放电的截止电压，而且放有足够的安全余量，加上过硬的密封技术，保证了整个模块即使在长期使用的条件下也不会有电解液析出而损失，真正做到了免维护。
4、安全稳定性高
所选用的超级电容器，按照国家相关安全标准进行检测，在短路、撞击、穿刺、加热、振动、过充过放等试验中都不爆炸和不燃烧，相关指标基本都高于其它道路车辆用蓄电池的安全标准；相关的电子和机械元器件也是购买符合要求的标准产品；组装成模块后再经过振动试验和绝缘检查；模块的正负极引出等地方都有安全保护措施。
5、集成了电压均衡控制系统
均衡控制系统不但严格控制了内部每个超级电容器单体允许的充电和放电的截止电压，而且在车辆怠速和停止时会自动检测各电容器单体的电压并进行判断和发出指令，然后自动将单体电压高的部分能量转移到电压低的单体，防止由于电压不均导致个别个体失效，保证了整个模块的超长使用寿命，也使能量得到合理分配和使用。
6、集成了智能强制通风散热系统
智能强制通风散热系统由智能控制模块、温度检测探头和风扇组成，整个模块特殊而科学的结构形成了特定的通风散热的风道，当检测到温度高于设定值时，智能控制模块自动控制并启动风扇实现通风散热，当温度低于设定值时自动关闭风扇。

作者: jcq 时间: 2007-11-19 19:53
楼上的车很不错，多少钱一辆？

作者: 电容车 时间: 2007-11-23 14:32
标题: ZT基于单片机的车载超级电容测试系统设计
伴随着科技的进步，电动汽车技术得到迅速的发展，相比内燃机汽车，电动汽车具有零排放、高性能效率、低噪声、低热辐射、易操纵和易维护等优点，将是未来汽车发展的方向，也是现行研究的热点。

电动汽车的动力电池有如下三类：燃料电池、蓄电池和超级电容。燃料电池、蓄电池和超级电容在能量密度和功率密度上有互补性[1]。单一使用蓄电池、绕料电池或者超级电容，难以用作电动汽车的动力源。混合电池是一比较理想的解决方法，采用混合电池驱动系统，特别利用超级电容快速充放电能实现汽车制动能量回收，以及燃料电池超大能量密度支持汽车持久行驶，使得燃料电池/超级电容组成的混合驱动系统成为电动车驱动的最佳方案[2]。

   对于车载用电源，为达到较高功率和能量，超级电容往往采用多块单体串联的形式，伴随着电容串级的提升，电池整体电压也随之提高，对于车载电池，超级电容工作电压常达到几百伏，而这样高峰值的电压引起的波动会带来强烈的电磁干扰，为电容组件的检测带来很大的困难，同时由于串联超级电容往往采用大电流充放电（通常在50A-150A之间），电压、电流变化十分迅速，如中型客车用超级电容以150A电流放电时，端电压会在1分钟之内由300V 减到70V，而200V恒压冲电时电流也会在几分钟内由50A增大到150A左右，这样迅速的充放电速度和幅度带来的噪音影响也是十分巨大。

   针对超级电容特殊的工作状况，本论文给出一种超级电容电池检测系统，通过对超级电容组件进行充放电循环试验采集其电压、电流参数、并与标准参数对比，从而验证出本检测系统能在强电压电流变化情况下快速实现较高的检测精度。

1 检测系统原理及各模块实现

1.1 检测对象

   测试用超级电容采用上海奥威科技开发有限公司提供的两组串联不对称电极双电层超级电容组件。

1.2 系统原理介绍

作者: 电容车 时间: 2007-11-23 14:37

1.3 各主要模块的实现
本测试系统分别采用四块电路板，以实现三大功能模块——采集模块、中央处理模块和电源管理模块。即电压采集与初调理板、中央处理板以及电源板，下边着重介绍电压、电流采集模块和中央处理模块的实现。

1.3.1 采集模块的实现

采集模块包括总线电流的采集、总线电压的采集两个部分，图2即为电流采集原理图，采用霍尔电流传感器隔离被测系统，比传统的基于电阻采样的电流分压电路精度高，安全性能好，抗干扰能力强，本文选用Honywell公司的基于磁补偿原理的霍尔闭环电流传感器CSNK591，测量范围±1200A，线性精度达到0.1%，总体精度达到0.5%，响应速度小于1μs，完全满足了系统的要求。采集信号经精密电阻转变为电压信号，再由仪用放大器放大为±5V双极性电压信号，系统选用AD620BR仪用放大芯片，该芯片在增益较低时具有较大的共模抑制比（G=10时，共模抑制比最小为100dB），能较强地抑制由于温度、电磁噪声等因素引起的共模干扰，放大信号通过OP27GS芯片抬升至0-10V单极性信号，经过射极跟随器送至变送器XTR110KU，转为4mA-20mA的电流信号送到中央处理模块，之所以将采集信号转变为 4mA-20mA电流信号，是考虑到与工业接口标准的统一，并采用电流传感抗干扰能力强。

总线电压的采集同样选用基于磁补偿原理的闭环霍尔电压传感器VSM025A，实现原理与电流采集相同。

1.3.2 中央处理模块实现

中央处理模块是测试系统的核心部分，包括MCU和AD单元、模拟信号二次调理单元、故障输出单元和CAN接口单元等，如图3所示。

另外，测试系统设置3通道故障诊断输出，能显示欠压、过压、过流等状态，测试系统与上位机采用抗干扰能力强、稳定性好的CAN通信方式，保证测试系统送入上位机数据的可靠性。

   另外，外部连线均采用屏蔽线，能较强地屏蔽线路传输中的电磁干扰，所有电流板使用型材铝盒包装，采用标准航空接头与外界联线，这样在保护电路板的同时隔离外界磁场。
2 测试系统实测结果对比及分析

2.1 测试内容

   实验选定以70A和150A两种模式对两组串联的超级电容组件进行充放电测试，首先，对电容进行恒流充电，当总线电压达到300V时，转为恒压充电，当总线电流降低到10A时进行70A恒流放电，如此循环测试5个周期。

2.2 实验结果及分析

   图4、图5、图6给出了两种情况下的测试曲线对比，其中，图4表示70A和150A的两种标准测试情况下，电流的变化曲线，图5、图6 表示两种情况下，电压曲线特性，可以看出两者的匹配程度很好，电压测试精度高于电流测试精度，这是由于一方面充放电系统本身电压比电流控制精度要高，另一方面电流传感器安置在电容箱体内并且仅靠单体电容，电容充放电时产生的噪声干扰比较严重，同时，霍尔电流传感器孔径较大，穿过电流总线后仍有一定空隙，在一定程度上影响了测试精度，对比各组电流曲线，可以看出随着电流的增大，测试结果的相对误差减小，但绝对误差保持一致，不超过3A。

70A充放电电压测试对比曲线

150A充放电电压测试对比曲线

本文给出一种车载超级电容测试系统，该系统采用基于磁补偿原理的霍尔闭环电流、电压传感器采集总线信号，以抗高压脉冲干扰的STC51高速单片机进行信号处理，并采用仪用放大、电流传输、模拟信号隔离、5阶低通滤波等措施，尽可能地减少信号传输过程的噪音，通过对超级电容组件充放电测试，表明本系统具有抗干扰能力强，检测精度高等优点，能很好的满足车载超级电容高电压大电流环境下的测试要求。

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