超级电容集成优化混合动力公交车动力总成

天然资源的枯竭、空气污染、交通堵塞和矿物燃料价格的上涨等等问题，迫使社会和个人寻求替代运输工具。这当中就有用于公交车和卡车的混合电力、氢气和基于燃料电池的动力系统，例如ISE(San Diego, CA)从1996年以来所生产的那些。

这些动力系统在整个汽车工业之所以受到欢迎，是因为它们提高了燃油效率，降低了有害排放。ISE公司专长于生产串联混合电力动力系统，其中的引擎完全与动力传动系统脱离，且仅仅被用于产生电力。

该类型混合架构对于执行大量“停走”驱动的大型车辆特别有吸引力，如市内运输公交车和货运卡车。传统的公交车和卡车的效率很低，产生高度有害的排放，因为它们硕大的引擎(通常是柴油机)持续不断地给车辆加速和减速--这是一种效率最低的产生动力的方式。

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sp; 在ISE的串联混合系统中，较小的引擎与发电机紧密配合，在恒定、有效的速度和功率输出级上工作。当车辆动力暂时需要增加的时候，如加速期间或爬山时，要从车上由电池和超级电容组成的能量储存系统吸取电力。当车辆的动力需求较低时，该能量储存系统被充电。这样不仅仅能量效率增加了，而且车辆能够通过再生制动(regenerative braking)在它减速时重新回收(加速时付出的)能量。

面临的问题

ISE的混合电动车(HEV)技术的目标是利用燃料驱动引擎、电力电机驱动和能量储存组件的最佳特性。他们的混合架构设计采用了担当主动力源的内燃机，以及一个担当二次动力源的、具有电力储存系统的电机。设计工程师能够将内燃机的规格设计为满足巡航动力的要求，因为二次动力源要满足加速对峰值动力需求。此外，再生制动能量被二次动力系统所捕获。该能量被用于进一步的加速或满足附属电器系统的基本能量需求。

存在的缺点

仅仅采用电池提供电力储存的标准混合动力设计存在缺陷。这些不足之处很多，它们给汽车设计工程师带来了许多设计挑战。首先，电池要在低温正常工作存在困难；其次，电池需要非常复杂精密的电荷均衡管理技术；第三，电池在极端条件下的寿命大为缩短，从而导致贯穿车辆生命期内高昂的换电池成本。

由于要购买和安装新电池，旧电池就不得不拆除并处置掉。除非制造商已有电池回收设施，否则电池的处置可能成为问题。所有这些问题都增加了基于电池的系统的成本，更不用说车辆停工期造成的损失。

或许最重要的是：电池捕获和再生能量、或短持续时间事件(诸如加速和刹车)期间提供突发大功率的能力有限。这种高功率局限性降低了混合电力动力系统设计的效率。因为大多数城市公交车都工作在不变的制动-加速模式，捕获和再生刹车能量的能力就成为了ISE设计的中心。

在实现高效率公交车和卡车系统设计目标的征程中，电池限制因素是ISE工程师面临的严峻挑战，他们要在克服传统的低效率问题的同时，提供满足人们期望的牢靠、全天侯、走走停停的运输能力。为了给市场带来真实的可选替代方案，ISE需要设计一种电力和储存系统，以克服混合电力电池及传统卡车和公交车的局限性。