超级电容器模块具备高功率密度及长使用寿命,助力减少为车辆提供动力的ICE总体尺寸
越来越多的商用车原始设备制造商一直在设计和推出以电气化动力传动系统为特色的多个车辆平台,究其原因在于:提高能效、降低排放、环境可持续性,同时也提高性能和降低总成本。
在HEV、PHEV和BEV系统中储存电能的电池是研发电气化动力传动系统中研究的主要部件之一。据调查,在预估的驾驶周期内确定电池的使用寿命通常是研发人员最优先考虑的问题。即使汽车电池技术(主要是锂离子技术)有了动态的进步,仍然可以实现最大的使用寿命和行驶里程。电池和所有储能设备的寿命受充电/放电循环次数、占空比和环境温度的影响。循环次数越多,占空比越高,温度越高,所有这些都会缩短寿命。
在几乎所有的电气化传动系统中,再生制动是一种用于提高车辆能效的功能。这会导致更高的占空比和充电/放电循环的增加,从而限制蓄电池的使用寿命。对于设计用于频繁启动/停止驾驶循环的车辆,如公共交通或送货车辆,这将大幅增加。超级电容器模块由于具有高功率密度和较长的使用寿命,越来越多地集成在ESS(能量存储系统)动力传动系统中。与电池技术相比,超级电容器模块在这些较重的系统中展示的高功率充电/放电次数方面更具弹性。
因为这些特性,包括EATON BUSSMANN的加强版XLR模块,大型客车原始设备制造商长期以来一直选择更高电压的超级电容器模块集成到其混合动力传动系统中。通过这样做,超级电容器模块在加速过程中提供更高的峰值功率,从而减少为车辆提供动力所需的车载内燃机(ICE)的总体尺寸。由此,可证明燃油经济性提高30%。此外,由于与电池相比使用寿命更长,因此可以通过更少的ESS更换来降低整个寿命周期的成本。
类似地,电池电动汽车中的混合储能系统(HESS)已经部署,其特点是在全BEV中串联电池和超级电容器(电池电动汽车)。因为超级电容器提供的ESR比电池低,所以可以将两种储能解决方案直接并联,并且仍然具有优势。这种拓扑结构可以延长电池寿命,并在充电之间扩大驱动器的范围。然而,HESS最大的改进是集成了电力电子设备,以控制哪种存储技术为传动系提供必要的能量。超级电容器,由于其较高的功率密度,将在加速过程中提供更多的功率,并在再生制动过程中捕获更多的能量。这有助于在更长的使用范围内稳定电池的使用。因此,Eaton Bussmann在这种拓扑结构下模拟了高达3倍的寿命效益。超级电容器模块可以显著提高BEV的寿命成本。
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