師瑞峰， 陳曉溪， 張 杰， 齊洪峰

(1.華北電力大學控制與計算機工程學院， 北京 102206； 2.國家能源交通融合發(fā)展研究院， 北京 102206； 3.中車工業(yè)研究院有限公司， 北京 100071)

隨著大運量高速列車、新能源載運等技術(shù)與裝備，以及地鐵、輕軌、有軌電車等城市軌道交通的發(fā)展，能源供應(yīng)成為熱點問題。傳統(tǒng)的有軌電車普遍采用接觸網(wǎng)供電，受供電線路和儲存能量的制約；同時能源利用效率不高也帶來大量能量損失。因此，當前的發(fā)展重點基本集中于無接觸網(wǎng)式現(xiàn)代有軌電車,如何解決能量存儲與利用問題成為影響現(xiàn)代化城市軌道交通系統(tǒng)的主要因素。

目前，儲能技術(shù)主要有物理儲能、化學儲能和電磁儲能。其中化學儲能可按照核心元件劃分為傳統(tǒng)蓄電池、可再生燃料電池和超級電容器等。因為超級電容器擁有使用壽命超長、充放電效率高、技術(shù)成熟等優(yōu)點，使其與現(xiàn)代有軌電車具有良好的適配性。作為一種具有良好發(fā)展前景的電力儲能裝置，超級電容器已廣泛地應(yīng)用于電力、工業(yè)以及交通等領(lǐng)域，因此將其與軌道交通系統(tǒng)結(jié)合可以解決諸多儲能問題。

在知網(wǎng)檢索“超級電容器”后，由年發(fā)表量可以看出，自2000年開始，超級電容技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用被更多領(lǐng)域關(guān)注并探索。于2016年熱度達到一個高峰，此后稍減，2020年熱度依舊不減并達到新的高度。在知網(wǎng)檢索關(guān)鍵詞“超級電容”與“交通”，可以看出針對交通領(lǐng)域中的超級電容應(yīng)用，集中于超級電容器材料和城市軌道交通，在2013年的文獻量最多。

一直以來，超級電容的研究方向著重于探索各種電極材料與工藝以實現(xiàn)更大的儲能容量，擴展應(yīng)用領(lǐng)域。隨著研究和制造的發(fā)展，許多超級電容與軌道交通融合應(yīng)用投入現(xiàn)實，希望能夠帶來新的儲能用能形勢，提升軌道交通性能。目前超級電容器與軌道交通系統(tǒng)融合應(yīng)用主要發(fā)展為以下兩個方向：一是作為能量儲存器，它吸收車輛啟動和制動過程中產(chǎn)生的能量，之后當車輛處于加速狀態(tài)時將能量釋放到供電系統(tǒng)中；二是作為穩(wěn)壓器，它總是處于高容量的狀態(tài)，當供電系統(tǒng)的電壓低于規(guī)定值時才開始放電。超級電容系統(tǒng)可以自動地轉(zhuǎn)換這兩種運行模式，以便適應(yīng)各種運行要求。現(xiàn)先從軌道交通車輛本身入手，對作為常規(guī)儲能與再生能量利用的超級電容應(yīng)用現(xiàn)狀進行概述，針對其中關(guān)鍵技術(shù)做出分析；其次，對于超級電容應(yīng)用衍生出的熱管理問題及其解決方案研究現(xiàn)狀做出概述；最后，對于超級電容與軌道交通融合的發(fā)展趨勢和可行性進行分析，做出未來研究展望。

1 超級電容儲能技術(shù)在軌道交通機車車輛上的應(yīng)用

超級電容器的容量很大，可達千法拉級別[1]。并且憑借其功率密度高、充放電速度快的特點在軌道交通領(lǐng)域應(yīng)用廣泛[2]。超級電容儲能技術(shù)在軌道交通上的應(yīng)用要考慮儲能單元位置、牽引方式和服務(wù)頻次。儲能單元位置是指儲能單元安裝的位置，可以分為軌道旁和車載；服務(wù)頻次指列車運營情況，可分為高和低；牽引方式分為電氣化和非電氣化。兩兩維度結(jié)合可以體現(xiàn)不同的指引方向。牽引方式和安裝位置指方案，運行頻次和安裝位置指需求，運行頻次和牽引方式表示經(jīng)濟性。8種場景如圖1所示。根據(jù)不同的要求指引，超級電容器的應(yīng)用方向和模式也各有不同。

圖1 超級電容儲能技術(shù)應(yīng)用于軌道交通的場景圖Fig.1 Scene diagram of super capacitor energy storage technology applied to rail transit

1.1 超級電容在城市軌道交通中常規(guī)儲能

根據(jù)安裝位置，超級電容儲能系統(tǒng)可分為車載式和地面式/置地式兩種[3-4]。地面式超級電容儲能系統(tǒng)在西班牙的馬德里、德國的波鴻、美國的波特蘭等城市的軌道交通中均有相關(guān)應(yīng)用[5-6]。

由蓄電池和超級電容器組成的裝置稱為混合儲能系統(tǒng)，需要進行功率分配從而符合運行狀態(tài)，達到預期目標。在城市軌道交通領(lǐng)域內(nèi)，混合儲能系統(tǒng)需要根據(jù)城軌列車的運行特性來輸出指定的功率或電流[7-8]。Zhang等[9]提出了一種基于小波變換、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和模糊邏輯相結(jié)合的實時能量管理控制策略,通過小波變換提取負載功率需求不同頻率分量，再將得到的數(shù)據(jù)集離線訓練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，在線預測電池低頻功率需求，并用基于模糊邏輯的監(jiān)控控制器將超級電容電壓控制在適當?shù)姆秶鷥?nèi)。Francesco等[10]提供了一個鐵路用燃料電池-超級電容器動力的數(shù)值模擬模型，對能源、電力電子、傳動系統(tǒng)等主要動力總成部件進行了詳細分析。采用一種可使用兩種控制策略的控制器，可以利用動力總成部件的特性，適當選擇能源類型，并準確地管理電機。Yang等[11]提出了一種基于制動電壓跟蹤能量管理的儲能系統(tǒng)充放電閾值電壓調(diào)整策略，考慮了儲能裝置的荷電狀態(tài)，以實現(xiàn)其回收制動能量的最大利用?；旌蟽δ苎b置儲存容量可觀，實際運用可靠性較高。在兩個車站之間沒有供電軌情況下，列車使用的混合儲能系統(tǒng)采用反饋控制，通過合適的分配準則在超級電容器和制動電阻之間共享能量，從而達到能量回收最大化，保障列車安全運行至有供電地區(qū)[12-13]。超級電容在城市軌道交通行業(yè)中的典型應(yīng)用如表1所示[10]。

超級電容由于其功率大，作為列車的二次能源儲能是很好的選擇，擁有巨大的應(yīng)用價值和市場潛力[14]。高功率的特性能夠使列車節(jié)省大部分再生能源，與此同時它的生命周期較長，大大降低了成本。經(jīng)驗證，在德國某輕軌車輛上應(yīng)用超級電容器作為儲能裝置能夠節(jié)約30%的能量[15]。日本中部鐵路公司開發(fā)的測試案例也報告了類似的結(jié)果[16-17]。在意大利超級電容器應(yīng)用的文獻中也報道了仿真研究[18]。除了電動火車，超級電容器也被用于混合動力柴油-電力多單元車上。這些列車使用柴油發(fā)電機作為電力牽引系統(tǒng)，超級電容存儲系統(tǒng)的運用能夠使能耗得到顯著的改善,同時減少和降低運營成本[19]。Destraz等[20]研究結(jié)果表明，雖然超級電容器的能量容量較低，但其使用壽命較長，從長遠來看作為軌道交通的儲能裝置是有益的。

表1 超級電容器在城市軌道交通行業(yè)典型應(yīng)用[10]Table 1 Typical applications of super capacitors in urban rail transit industry[10]

1.2 超級電容在城市軌道交通中再生儲能

超級電容在用于列車牽引系統(tǒng)儲能裝置中作為常規(guī)儲能元件時，維持車輛在啟動和制動時的電壓穩(wěn)定。當它用于制動能量再升裝置時，主要起到吸收制動能量，減少制動系統(tǒng)內(nèi)因電阻發(fā)熱而產(chǎn)生的溫升，保護車輛的作用；同時在列車啟動時又可釋放能量，循環(huán)利用，節(jié)能環(huán)保。

既有的高速鐵路再生制動能利用方式通常有兩種。一種是通過優(yōu)化列車運行狀態(tài)，使同一供電臂下制動列車產(chǎn)生的再生制動能供給牽引列車使用；另一種是通過回饋裝置將再生制動能反饋至鐵路內(nèi)部配電系統(tǒng)，供用電設(shè)備消耗。這兩種利用方式雖然使再生制動能得到利用，但都存在不足，前者利用率低且靈活性差，后者反饋的再生制動能中含有大量諧波與負序分量，對用電設(shè)備容易造成影響。

而超級電容器的引入可以較好地彌補這些不足。超級電容吸收并儲存制動能量提高了再生能量的使用效率，可有效地避免牽引網(wǎng)電壓上升引起列車波動[21]。在列車不同運行狀態(tài)下，超級電容器有相應(yīng)的充放電狀態(tài)，對其進行不同的控制策略，即可實現(xiàn)再生制動能量的存儲與降低網(wǎng)側(cè)負序電流的功能，能量狀態(tài)轉(zhuǎn)換如圖2所示[22]。

反映到超級電容儲能系統(tǒng)上，即變頻調(diào)速系統(tǒng)中的直流母線電壓反映了負載功率的變化；電壓穩(wěn)定在一定范圍，超級電容不工作，能量不釋放也不吸收；電壓下降到一定范圍，負載功率增加，需要能量系統(tǒng)釋放能量支持峰值功率；能量上升到一定范圍，負載功率為負，產(chǎn)生制動能量，超級電容吸收能量并儲存[23]。雙向直流-直流(DC-DC)變換器起到了很大的作用，它在列車制動時便會自動進入充電狀態(tài)，將再生制動能量儲存到超級電容組中，有效控制牽引網(wǎng)產(chǎn)生的電壓，防止牽引網(wǎng)電壓過大而引起列車波動[24]。

黃文勛等[25]提出一種運用1 500 V供電制式的超級電容儲能方案，實現(xiàn)城市軌道交通列車再生制動能量吸收利用的目的。其中將列車的牽引、制動特性曲線分為自然特性區(qū)域(固有機械特性)、恒功率區(qū)域和恒轉(zhuǎn)矩區(qū)域 3 個區(qū)域，如圖3所示。以該城市軌道交通直流牽引供電系統(tǒng)為基礎(chǔ)建立仿真模型，并以某城市1號線的數(shù)據(jù)進行仿真。數(shù)據(jù)證明這種使用超級電容吸收再生能量裝置的列車可達到中國軌道交通技術(shù)發(fā)展的需要和國家節(jié)能減排的要求。

Pα、Pβ分別為α、β供電臂負載功率；PE、Pe分別為超級電容存儲的功率和額定功率；功率大于 0 表示牽引狀態(tài)，功率小于 0 表示制動狀態(tài)圖2 能量狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖[22]Fig.2 Energy state transition diagram[22]

M為轉(zhuǎn)矩；V為速度；t為時間圖3 列車時間與速度、轉(zhuǎn)矩曲線圖[25]Fig.3 Train time with speed, torque curve of pre-charge circuit[25]

實際使用的混合儲能吸收再生能量系統(tǒng)中，合理地預充電電路對整個電氣系統(tǒng)的安全可靠運行至關(guān)重要，根據(jù)安全性原則，需分別給超級電容器組與鈦酸鋰電池組設(shè)計單獨的預充電回路，預充電回路工作的原理如圖4所示[26]。超級電容器和電池組通過預充電電路吸收再生能量，實現(xiàn)循環(huán)利用的目的。

實際的超級電容儲能裝置在牽引系統(tǒng)和主電路中的使用示意圖如圖5所示。當列車處于牽引工況時，超級電容器發(fā)揮儲能功能，供正常運行和車上其他用能設(shè)備使用；當列車處于電制動工況時，超級電容器發(fā)揮吸收能量功能，吸收制動產(chǎn)出能量并儲存；當列車處于充放電工況時，超級電容器在指定區(qū)域和時間進行充放電操作。在這3種工況下，超級電容器在牽引電路中分別起到了不同的作用，完成不同的任務(wù)[27]。列車單次制動產(chǎn)生的能量遠超過超級電容單體的承受能力，在實際應(yīng)用中需將多個單體串并聯(lián)使用，以滿足儲能容量和電壓等級的需求。由此產(chǎn)生的電壓不均的現(xiàn)象，需要對其進行均衡控制[28]。近些年，再生制動能量回收方式逐漸向兩個方向靠攏：逆變回饋式和儲能式。對于不同的列車運行狀況，二者有各自的優(yōu)勢。針對超級電容儲能系統(tǒng)的實際應(yīng)用，靳守杰等[29]研究了空載電壓波動對再生能量回收的影響，提出了運用充放電閾值動態(tài)調(diào)整控制策略。陳懷鑫等[30]基于小信號分析法分析了超級電容儲能系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性，提出了電流反饋補償虛擬并聯(lián)電阻的方法，能改善城軌交通中超級電容應(yīng)用的穩(wěn)定性與可靠性。

L為儲能電感；K1、K2為轉(zhuǎn)換開關(guān)；R為預充電電阻；U為直流電源；VD為整流二極管圖4 預充電電路簡化工作原理圖[26]Fig.4 Simplified working principle diagram[26]

在這些制動系統(tǒng)中引入了能量儲存以提高其效率，這樣可以將回收的能量儲存起來，用于下次牽引操作。針對不同的交通工具，已有許多制動能量回收相關(guān)研究。文獻[31]研究了一種以電機/發(fā)電機為執(zhí)行器的制動系統(tǒng)，該系統(tǒng)可將能量最大限度地反饋給車載儲能系統(tǒng)。文獻[32]對應(yīng)用于汽車上的制動能量回收系統(tǒng)開展了研究，仿真結(jié)果表明制動能量回收可以更有效地快速重啟發(fā)動機。文獻[33]提出了針對混合動力巴士的制動能量再生系統(tǒng)的最佳利用控制策略。文獻[34-35]針對電動汽車提出了新型能量回饋系統(tǒng)及控制策略。文獻[36]針對動車組提出一種多級功率控制的制動能量管理策略。文獻[37]建立了多列車再生能量利用的協(xié)同控制模型，用于測算地鐵系統(tǒng)在各節(jié)能控制策略下的總能耗。文獻[38]通過分析南京S8線路某臺逆變式再利用裝置一年的節(jié)能性能數(shù)據(jù)，驗證再生制動能量利用技術(shù)的優(yōu)越性。文獻[39]綜述對比了基于各種形式的城鐵制動能量回收技術(shù)，最終得出超級電容制動儲能應(yīng)用潛力巨大的結(jié)論。文獻[40]提出基于超級電容器的儲能牽引供電系統(tǒng)，可解決電氣化鐵路的負序問題。地鐵可以使用車載超級電容器組進行自主運行，超級電容器組安裝在每個站充電，加速時放電，減速時充電，這樣就節(jié)約了能源。然而，安裝在地鐵中的超級電容器組會增加車輛的成本和復雜性[41]。在不同的交通條件下沿線安裝固定式超級電容儲能系統(tǒng)，需要考慮到系統(tǒng)尺寸和沿線分布密度對節(jié)能的影響。Barrero等[42]根據(jù)能量含量、電壓變化、最大電流和功率損耗對于超級電容儲能系統(tǒng)的配置給予了指導性建議，并通過一種功率流控制器來處理網(wǎng)絡(luò)電壓和儲能系統(tǒng)荷電狀態(tài)下的能量流。鄧文豪等[43]基于北京地鐵5號線的制動特性曲線與不同速度下反映到電網(wǎng)中的能量，提供了一種超級電容型儲能系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)計與控制策略，可有效維持電網(wǎng)中的能量穩(wěn)定。

T為拖車模塊；M為動車模塊；Mc1、Mc2為帶司機室的動車模塊；HSCB為高速斷路器；BR為橋式整流濾波器；KM1、KM2為接觸器；M為電機；L1、L2為電感圖5 牽引及主電路框圖[27]Fig.5 Traction and main circuit block diagram[27]

2 軌道交通中運用超級電容熱管理系統(tǒng)

超級電容在充放電過程中由于熱效應(yīng)會產(chǎn)生可逆熱和不可逆熱，現(xiàn)在研究的超級電容多為雙電層電容，因此在分析時幾乎不考慮法拉第效應(yīng)，以不可逆的焦耳熱為主要熱源[44]。這些產(chǎn)熱反應(yīng)會使超級電容內(nèi)部溫度在短時間內(nèi)迅速升高，當超過最大允許溫度時，將嚴重影響其電氣特性和使用壽命[45]，對車輛安全性和動力性造成不可忽視的影響。超級電容熱管理系統(tǒng)愈加重要的同時面臨更大挑戰(zhàn)。

2.1 超級電容熱行為

超級電容單體的工作溫度和工作電壓均有一定范圍，大部分是-70～-40 ℃和0～2.7 V。過熱、過壓工作均會導致超級電容器散熱異常無法正常使用，整體設(shè)備損壞[46]。同時，在列車運行過程中，頻繁的充放電也使得超級電容器散熱效果不佳。復雜的內(nèi)部電路環(huán)境使得大規(guī)模儲能系統(tǒng)中成百上千只超級電容器的電壓電流嚴重失衡，產(chǎn)生能量損耗及溫度上升，影響儲能設(shè)備的性能和壽命[47]。因此對超級電容進行熱管理降低其熱行為能夠充分解決利用率低的難題。

2.2 超級電容熱管理

熱管理系統(tǒng)可以是只采用車廂熱源或環(huán)境熱源而無額外能耗的被動形式，也可以是采用其他耗能方式提供熱源的主動形式[48]。利用超級電容儲能，需要考慮單個電容器之間存在的差異。每個電容器會存在內(nèi)阻，接觸電阻，以及由于彼此之間接觸不良所引起的電阻，加之每個電容上的電壓，以及它們之間流過的電流也存在差異，這些差異將會導致電容內(nèi)部超溫，電解液的泄漏等一系列問題，嚴重影響儲能系統(tǒng)的壽命和安全，同樣也由于超級電容器的性能問題，存在制動能量的流失，這都是目前技術(shù)發(fā)展的局限性[49]。

在儲能式無軌電車上應(yīng)用的超級電容器系統(tǒng)由許多超級電容模組構(gòu)成，超級電容模組工況復雜，產(chǎn)生熱量，影響自身壽命和列車性能。針對散熱問題，基于目前使用的各種冷卻方法，傅雪婷等[50]整理并提出多種熱管理技術(shù)相輔相成的綜合性熱管理系統(tǒng)解決方法，并針對超級電容器熱管理技術(shù)使用的不同場景進行了研究[51-52]。

Voicu等[53-54]對風冷式超級電容模塊散熱方式持續(xù)研究中。先是對超級電容器堆內(nèi)部和周圍在不同結(jié)構(gòu)下的熱傳遞做了討論。為了確定在最經(jīng)濟布置方式下可提供的最大冷卻性能的通風能力，搭建了仿真超級電容器溫度的模型。之后給出了空氣冷卻超級電容器模塊的熱管理相關(guān)數(shù)據(jù)。

3 超級電容與軌道交通融合發(fā)展的趨勢分析

3.1 超級電容與軌道交通融合發(fā)展的可行性

開展對儲能回饋系統(tǒng)的研究，對中國科技發(fā)展具有一定的促進作用，而且能為后期儲能裝置國產(chǎn)化提供一定的理論借鑒，具有潛在的經(jīng)濟效益[55]。因此發(fā)展超級電容與軌道交通融合戰(zhàn)略意義重大。

中國幅員遼闊，鐵路網(wǎng)縱橫交錯，軌道交通系統(tǒng)發(fā)展迅猛，并且已建成適配各種氣候、地形的完整軌道交通體系；城際間各類輕軌、地鐵也同步飛速發(fā)展。在此基礎(chǔ)上，針對軌道交通開展超級電容節(jié)能技術(shù)研究，具有很好的應(yīng)用場景[56]。同時，中國正在大力支持超級電容器產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，從產(chǎn)業(yè)鏈源頭至市場出臺了各項激勵政策與舉措，培養(yǎng)了市場急需人才[57]。圖6是目前超級電容器發(fā)展現(xiàn)狀的雷達圖?？梢钥闯?，當前超級電容的產(chǎn)品壽命已達到應(yīng)用要求；其性能和產(chǎn)品成熟度也具備很好的應(yīng)用條件；但由于成本較高，因此很大程度上制約了超級電容的實際工業(yè)應(yīng)用。

圖6 超級電容應(yīng)用于軌道交通可行性分析圖Fig.6 The feasibility analysis diagram of super capacitors used in rail transit

3.2 超級電容與軌道交通融合發(fā)展路徑建議

針對上述超級電容與軌道交通融合發(fā)展的可行性分析，梳理了超級電容技術(shù)與軌道交通融合的難點與發(fā)展的技術(shù)路徑。表2分別從產(chǎn)業(yè)化、自主化、標準化和安全化等維度分析了超級電容應(yīng)用于軌道交通系統(tǒng)存在的主要困難。圖7從使能需求出發(fā)提出了超級電容與軌道交通融合發(fā)展的技術(shù)要求，進而給出了融合發(fā)展的趨勢分析。

綜上所述，中國超級電容與軌道交通融合發(fā)展的技術(shù)路徑可詳述如下。

(1)全面提升超級電容性能，拓寬其應(yīng)用范圍，構(gòu)建完善的產(chǎn)業(yè)鏈。因為能量密度偏低的問題，超級電容器仍無法替代傳統(tǒng)電池成為穩(wěn)定的能量來源，降低了使用的可靠性，極大限制其應(yīng)用領(lǐng)域的拓展。因而無法形成可以自行運轉(zhuǎn)且不斷完善的產(chǎn)業(yè)鏈，也無法形成促進產(chǎn)業(yè)發(fā)展的良性競爭環(huán)境。

表2 國內(nèi)超級電容器當前發(fā)展重點Table 2 Current development focus of domestic super capacitor

圖7 超級電容與軌道交通融合應(yīng)用發(fā)展路徑Fig.7 Development path of super capacitor and rail transit integration application

(2)盡快掌握核心技術(shù)，構(gòu)建自主研發(fā)體系。超級電容器與新能源的融合發(fā)展已成為一種趨勢，并將成為未來節(jié)能利用的焦點之一。它與高能量密度的太陽能電池結(jié)合應(yīng)用于太陽能電動車上的雙能源系統(tǒng)，可以大大提高太陽能在軌道交通領(lǐng)域的滲透率[58]；使用組合電池和超級電容器的太陽能/氫混合動力系統(tǒng)，可以降低所需的氫燃料電池輸出功率，高效且經(jīng)濟[59]。目前中國技術(shù)整體仍落后于國外技術(shù)，市場供給仍以國外進口為主，只有中國自主研發(fā)并掌握了超級電容儲能領(lǐng)域的核心技術(shù)，才能真正構(gòu)建獨立自主的研發(fā)體系。

(3)推動建立統(tǒng)一市場標準，構(gòu)建規(guī)范的標準化體系?，F(xiàn)階段使用的超級電容器大多為國外進口器件，國外產(chǎn)品占據(jù)了過半的國內(nèi)市場份額。在超級電容器元件或儲能裝置應(yīng)用于國內(nèi)機車時，由于標準不一經(jīng)常導致應(yīng)用失配的問題。由于中國疆域廣袤、地形與氣候條件復雜多樣、極端多變地區(qū)范圍較大，因此亟須構(gòu)建統(tǒng)一的市場標準解決應(yīng)用適配問題。需要關(guān)注的是，只有在技術(shù)上達到國際中高水準，才有可能在產(chǎn)業(yè)鏈中發(fā)揮引用作用，具備制定標準的話語權(quán)。

(4)加強質(zhì)量監(jiān)督管理，構(gòu)建超級電容的技術(shù)安全體系。提升超級電容技術(shù)的可靠性、穩(wěn)定性需要從生產(chǎn)源端開始加強監(jiān)督管理。未來的儲能產(chǎn)品應(yīng)該是無人化、自動化的生產(chǎn)模式。工信部也明確出臺了超級電容企業(yè)生產(chǎn)過程自動化程度的強制性要求，但中國企業(yè)在這一領(lǐng)域總體技術(shù)仍然相對薄弱[60]。因此，培養(yǎng)精通超級電容與軌道交通融合的技術(shù)人才、管理人才，進而構(gòu)建超級電容技術(shù)安全體系對于推動產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重大的戰(zhàn)略意義。

4 結(jié)論

在能源危機日益嚴峻的背景下，軌道交通的能量儲存及能量二次回收利用已經(jīng)成為公共交通領(lǐng)域節(jié)能減排的重要方向之一。超級電容與軌道交通系統(tǒng)的充分融合，將成為軌道交通領(lǐng)域能源循環(huán)利用的關(guān)鍵手段；超級電容器技術(shù)提升很好地汲取了普通蓄電池與電容儲能結(jié)合的優(yōu)點，為中國軌道交通系統(tǒng)用能清潔化和節(jié)能減排提供了新的技術(shù)路徑選擇。

當前，超級電容在軌道交通領(lǐng)域的應(yīng)用方式主要為再生制動儲能。對超級電容-軌道交通融合的技術(shù)現(xiàn)狀、融合模式進行綜述，并在對比現(xiàn)有技術(shù)與應(yīng)用場景匹配的可行性分析基礎(chǔ)上，梳理了超級電容與軌道交通融合發(fā)展的趨勢和技術(shù)路線，為同行研究提供借鑒。