超級(jí)電容詳細(xì)講解大全(汽車領(lǐng)域)

       汽車領(lǐng)域：適用于啟停、安全冗余電源等場(chǎng)景，助力汽車性能、安全雙提升。

       汽車領(lǐng)域內(nèi)，超級(jí)電容憑借高功率密度、高安全性、使用壽命長(zhǎng)、寬溫域等特性， 可在 12V 電氣系統(tǒng)下被用作主電源、安全冗余電源，在 48V 電氣系統(tǒng)下被用作線控電 源，在 HEV 車型中被用作主電池電芯，助力汽車性能、安全雙提升。

       1）12V 主電源：替代鉛蓄電池，實(shí)現(xiàn)汽車高功率啟動(dòng)、制動(dòng)能量回收、電壓穩(wěn)定。

       12V 電氣系統(tǒng)下，通常采用鉛蓄電池作為 12V 電源，用于汽油機(jī)、柴油機(jī)的啟動(dòng)， 但鉛蓄電池存在生產(chǎn)及回收環(huán)節(jié)污染、充放電速度慢、暫態(tài)功率響應(yīng)能力較差等問(wèn)題， 環(huán)保政策方面，全球限鉛令以歐洲為重心，汽車 12V 鉛蓄電池被替代趨勢(shì)凸顯；使用性 能方面，使用鉛蓄電池可能在汽車起步、剎車、加減速、爬坡、顛簸等復(fù)雜工況下，產(chǎn) 生暫態(tài)功率不易被蓄電池吸收，母線電壓波動(dòng)頻繁，因此影響車輛電能質(zhì)量等問(wèn)題。以 超級(jí)電容替代鉛蓄電池作為 12V 主電源，能夠高質(zhì)量實(shí)現(xiàn)汽車高功率啟動(dòng)、制動(dòng)能量回收、電壓穩(wěn)定三大功能。

       2）12V 安全冗余電源：受益于智能駕駛滲透對(duì)電氣設(shè)備安全要求提升。

       超級(jí)電容同時(shí)可用作激光雷達(dá)、域控制器、電控轉(zhuǎn)向、電控制動(dòng)、智能座艙、電動(dòng) 門鎖等關(guān)鍵電子電氣設(shè)備的安全冗余電源，減少因?yàn)殡娮悠骷г斐傻慕煌ㄊ鹿屎徒?低潛在召回風(fēng)險(xiǎn)。2011 年發(fā)布的 ISO 26262 即強(qiáng)調(diào)通過(guò)開(kāi)發(fā)階段的測(cè)試及驗(yàn)證，來(lái)保證 安全相關(guān)的電子產(chǎn)品的功能性失效不會(huì)造成危險(xiǎn)，未來(lái)伴隨自動(dòng)駕駛等級(jí)提升、汽車電 動(dòng)化升級(jí)，超級(jí)電容有望實(shí)現(xiàn)在車用安全冗余電源領(lǐng)域的滲透。

      3）48V 線控電源：線控底盤加速滲透，超級(jí)電容適配其大功率需求

      逐步升級(jí)的自動(dòng)駕駛需求要求汽車底盤執(zhí)行層能夠按照決策層指令進(jìn)行精確執(zhí)行， 底盤線控化是以電信號(hào)傳遞取代傳統(tǒng)機(jī)械連接的操縱技術(shù)，是 L2+以上自動(dòng)駕駛實(shí)現(xiàn)執(zhí)行層響應(yīng)速度、精度提升的關(guān)鍵技術(shù)。線控底盤包括線控轉(zhuǎn)向、線控制動(dòng)、線控?fù)Q擋、 線控油門和線控懸架五大核心系統(tǒng)，其中，線控油門技術(shù)已較成熟，線控制動(dòng)、線控轉(zhuǎn)向、線控懸架的滲透率開(kāi)始快速提升。 線控系統(tǒng)的執(zhí)行器主要是大功率的電動(dòng)機(jī)、伺服電機(jī)，例如，單個(gè)轉(zhuǎn)向電動(dòng)機(jī)的功率范圍在 550~800W，電機(jī)盤式制動(dòng)器的功率可達(dá) 1000W，因此需應(yīng)用 48V 供電系統(tǒng)， 通過(guò)提高供電電壓來(lái)滿足大功率需求。超級(jí)電容可用作 48V 線控電源，憑借高功率密度、長(zhǎng)壽命、寬溫域、響應(yīng)速度快的優(yōu)質(zhì)性能，保證線控系統(tǒng)的安全、可靠運(yùn)行。

      4）HEV 電芯：超級(jí)電容適配 HEV 主電源高功率、長(zhǎng)循環(huán)壽命需求

      HEV 電池只接受汽車自身動(dòng)力系統(tǒng)的發(fā)電或動(dòng)能回收帶來(lái)的能量，無(wú)法從外部獲 得電能，因此 HEV 車型電池容量較小，通常在 0.8~2.1kWh，采用功率型電芯以滿足快 充快放要求，對(duì)電芯能量密度要求不高，但對(duì)電池循環(huán)壽命、充放電次數(shù)有較高要求。 目前 HEV 主電源的兩大主流路線為三元鋰電池、鎳氫電池，現(xiàn)行技術(shù)路線存在能量超配、功率不足的問(wèn)題，超級(jí)電容高功率密度、耐低溫、長(zhǎng)壽命的優(yōu)良特性則與 HEV 應(yīng) 用高度適配，有望成為 HEV 主電源的新選擇。

       新能源汽車處于市場(chǎng)滲透階段，購(gòu)車成本較高、充電樁建設(shè)不完善都是一定程度上 阻礙純電動(dòng)汽車滲透的因素，根據(jù)工信部預(yù)測(cè)，至 2030 年我國(guó)汽車保有量中燃油車將 依然占據(jù) 80%份額，而 HEV 作為替代傳統(tǒng)燃油車的車型，目前已憑借減排優(yōu)勢(shì)成功吸 引了眾多消費(fèi)者與汽車廠商的消費(fèi)與布局，根據(jù) GGII 數(shù)據(jù)，2022 年上半年國(guó)內(nèi) HEV 節(jié) 能乘用車銷量合計(jì)約 37.1 萬(wàn)輛，同比增長(zhǎng) 50%，對(duì)應(yīng)配套的電池裝機(jī)量約 0.54GWh， 同比增長(zhǎng) 64%，伴隨節(jié)能減排政策的持續(xù)推進(jìn)，未來(lái) HEV 市場(chǎng)有望延續(xù)增長(zhǎng)，為超級(jí) 電容在 HEV 主電源領(lǐng)域的應(yīng)用創(chuàng)造增量空間。

       應(yīng)用端，超級(jí)電容汽車啟停解決方案陸續(xù)上車。早在 2014 年Maxwell即披露，其 超級(jí)電容產(chǎn)品已配置到超過(guò) 100 萬(wàn)輛乘用車上，如雪鐵龍 C4、標(biāo)致 308 等，后續(xù)也有 凱迪拉克、奧迪、大眾、寶馬等多車型應(yīng)用。國(guó)內(nèi)市場(chǎng)方面，2019 年 4 月國(guó)內(nèi)首個(gè)搭載 超級(jí)電容的乘用車量產(chǎn)車型紅旗 H5 正式上市，根據(jù)烯晶碳能，其車規(guī)級(jí)超級(jí)電容已在 紅旗 H5/H9、Volvo-XC40 等品牌車型實(shí)現(xiàn)批量化應(yīng)用，截至 2021 年底已批量供貨累計(jì) 300 萬(wàn)只單體，配套近 10 萬(wàn)輛車，截至 2022 年 6 月烯晶碳能已經(jīng)收到汽車用超級(jí)電容 定點(diǎn)項(xiàng)目超 20 億元。