超級電容器在新能源汽車中的運用

季張林 徐永華

摘要

隨著我國經濟的快速發展和科學技術水平的逐步提高，新能源領域的技術水平也有著顯著提高。在宏觀市場經濟的大環境下，人們的物質水平以及生活條件不斷的提高，對能源等各方面的需求也在逐漸擴大，如何解決人們日益長的物質需求與我國現存的能源短缺等問題，就成了我們所有解決的問題。因此，新能源技術由此產生，成了解決我國未來能源產業方面發展的關鍵環節。超級電容器的產生應用，在我國的新能源產業是一個突破性的發展，相比于傳統的電容器，它具有超大的容量，高功能密度，以及循環壽命時間長等特點，其性能絕對優于傳統的電容器。因此，本文著重于超級電容器的原理探究和國內外超級電容器的使用情況考察，并對未來新能源的使用提供意見。

【關鍵詞】新能源 電動汽車 超級電容器

目前為止，當前的儲能技術主要以物理儲能和電化學儲能為主，而超級電容器正是物理儲能中的一種新型技術裝置，有著良好的商業前景，同時他又是對其他的電化學儲能技術的良好補充。面對日益嚴重的能源危機，人們開始尋求新型能源的開發和利用技術。傳統化學電池已經被應用于生活中的很多領域。但是其電池本身放電電流小，壽命較短不適合大范圍的有用。對于一些要求較高的領域，該類電池就更顯得力不從心，如此看來，使用高性能的儲能電池是必選之策，必行之路。

1 超級電容器的原理

超級電容器又稱為電化學電容器，是一種普遍被認為在普通電容和電池之間的具有發展潛力的電化學儲能器件。根據儲能原理的不同，可以大致分為兩類：

（1）通過電極和電解液的接觸，電極在電解質中發生化學反應形成電荷的規律運動，使得固液界面出現雙層電荷，該種電荷，且具有很強的穩定性。能量存儲在電極和電解質溶液中，這就是雙層電氣電容器的原理應用。

（2）則是應用法拉第準電容器的原理反應，通過電極表面的二維與準二維的空間，通過電化活性物質的電位沉積和吸附脫附作用，同時由于氧化作用的參與，使得電極充電電位有關電容的法拉第準電容器產生。由于整個過程都屬于物理過程，因此它是物理儲能中的一種新型儲能技術，并且該技術自身擁有較高的循環壽命，并且它的充放電效率高，與傳統的儲能技術相比，它的充放電過程也快，因此被使用在新型能源汽車當中。

2 超級電容器的使用特點

超級電容器的應用與開發，在一定程度上避免了傳統儲能原件的劣勢，同時也在一定程度上彌補了傳統電容器與電池之間的空白，超級容器具有以下幾點優勢。

2.1 電容量普遍高于傳統電容量

由于超級電容器應用原理，與同體積的普通電容器相比，它的電容量要高于2000～6000倍，可見它擁有超高的電容量，滿足了日常生活中，耗電量較大領悟的需求。

2.2 功率密度極高

超級電容器與傳統電容器相比，它的等效電阻小，能夠實現電荷的快速儲存與釋放，因此它的功率密度自然比傳統電容器要高很多。功率最高可達普通電容器的十倍之多。

2.3 充放電時間短且使用壽命長

由于其本身的性能，在充放電層面具有一定的抗壓力，再加之本身系統的穩定性，可以大大縮短充放電時間。不產生任何的化學反應，加之本身的穩定性，不管是使用壽命還是貯存壽命，都遠遠高于普通的電容器。

超級電容器也存在著一定的劣勢，由于本身的能量密度偏低，作為純電動驅動力，不能達到長里程的續航，因此它也只能應用于混合動力汽車的輔助功率，與其他的能源驅動共同完成工作，因此也限制了超級電容器在新能源汽車行業的發展。

3 新能源汽車行業超級電容器的使用情況

截至目前，超級電容器在新能源汽車行業的應用已經趨于成熟，早在上個世紀九十年代，美國的商界就有要把刺向新型技術應用于新能源汽車行業的呼聲，同年的《商業日報》中也指出一定要把超級電容應用于新能源汽車行業。俄羅斯也在1996年就研制出了利用超級電容器為驅動的新能源汽車的樣板等。目前該項技術在我國的很多領域都得到了廣泛的應用。近幾年來，由于受到能源危機的影響，在全世界范圍內，都開始研制新能源，以緩解能源不足。其中最典型的就是依靠純電力驅動的能源汽車的應用與產生。作為一種依靠新能源驅動的汽車，剛上市就受到了廣泛的關注，并且在近幾年中已經應用于人們的日常生活。在新能源汽車的推廣，起到決定性因素的就是汽車的驅動力，電池。電池在很大程度上決定了新能源汽車應用性。從性能方面看，超級電容器作為新能源汽車的主要電力儲能之一，不管是電力儲能方面還是電力釋放方面，都有著獨特的優勢所在。

4 未來發展前景

隨著當前汽車節能技術的不斷發展，以及人們也越來越重視低碳環保的生活觀念，新能源汽車得到了迅速的發展。相比于市面上主流的電動汽車，使用超級電容器的新能源汽車，由于其本身的功率密度大，允許大電流的充電，極大的縮短了充電的時間。并且他的瞬間輸出功率遠遠高于市面主流的電動汽車，可以瞬間提供較大的放電電流，這是傳統的電容器所不能相媲比的。因此超級電容器作為一種新型儲能設備，在電動汽車方面具有理想的使用率。如果能夠將傳統的電容器與超級電容器相結合，共同發揮兩者的優勢，必然能夠大大提高能源汽車的應用率，其發展前景也是不可估量的。

5 結束語

超級電容器的推廣和應用在能源儲能方面有著重大的意義和推廣價值。在未來的發展進程中，節能環保將會是一直遵循的發展主題，新能源也會越來越受到重視，超級電容器發展應用，借著自身性能優良，綜合成本低，綠色環保等優勢，在以后的發展市場中有著廣闊的發展空間和發展前景。同時，新型能源技術的應用，也推動著我國社會的進步發展。隨著以后對新能源技術的不斷深入研究，超級電容器技術會逐步趨于成熟，其在新能源汽車行業的應用前景也會越來越廣闊。同時超級電容的應用不僅促進了新能源汽車行業的發展，同時也推動了整個新能源行業的進步。

參考文獻

[1]張鵬.淺析超級電容器在新能源汽車中的應用[J].電子測試，2017（10）：132-133.

[2]王超，鐘國彬，徐凱琪.超級電容器及其在新能源領域的應用[J].廣東電力，2016，28（12）：46-52.

[3]李玉鵬，周時國，杜穎穎.超級電容器及其在新能源汽車中的應用[J].客車技術與研究，2016，36（02）：41-44.

[4]劉春娜.超級電容器及其在新能源汽車中的應用[J].電;R，技術，2015，34（12）：1223-1225.