コンデンサ電気自動車

コンデンサ電気自動車は、スーパーキャパシタ（ウルトラキャパシタとも呼ばれる）を使用して電気を蓄える車両です。^[1]

2010年現在^{[更新が必要]}、最高のウルトラキャパシタでもリチウムイオン充電式電池の約5%のエネルギーしか蓄えられず、1回の充電で走行できる距離は数マイルに限られています。そのため、乗用車の一般的なエネルギー貯蔵媒体としては効果的ではありません。しかし、ウルトラキャパシタは電池よりもはるかに速く充電できるため、充電設備が備えられている既知の地点に頻繁に停車する必要があるバスなどの車両では、ウルトラキャパシタのみに基づくエネルギー貯蔵が実現可能になります。^{[2][アップデート]}

中国は、 Capabusと呼ばれる新しい形式の電気バスの実験を行っています。Capabusは、車載の大型電気二重層コンデンサ（EDLC）に蓄えられた電力を使用して、連続した架空線なしで走行します（自律走行車です）。EDLCは、バス停（いわゆる電気傘の下）に停車するたびに急速に再充電され、終点で完全に充電されます。^[要出典]

2005年初頭に上海で数台のプロトタイプがテストされていました。2006年には2つの商用バス路線が電気二重層コンデンサバスの使用を開始しました。そのうちの1つは上海の11路線です。^{[3] 2009年には}、バージニア州アーリントンに拠点を置くSinautec Automobile Technologies ^[4]とその中国パートナーであるShanghai Aowei Technology Development Company ^[5]がテストを行っており、2006年以来、17台の41席のUltracapバスが上海大都市圏で大きな技術的問題もなく運行されています。^[6]しかし、2010年の上海万博では、40台のスーパーキャパシタバスが特別な万博バスサービスで使用されていましたが、スーパーキャパシタが過熱したためにバスの一部が故障しました。^{[7]上海の試験走行で使用されたバスは}、テネシー州ジャーマンタウンに本拠を置くFoton America Bus Companyによって製造された。^{[8]来年初めには、1}キログラムあたり10ワット時を供給するウルトラキャパシタを搭載したバス60台が納入される予定である。^[要出典]

バスのルートは非常に予測可能で、3マイル（4.8 km）ごとに定期的に停車する必要があるため、バス停の充電ステーションで急速充電が可能です。バスの上部にあるコレクターが数フィート上昇し、停車場で頭上の充電ラインに触れます。数分以内に、バスの座席の下に収納されたウルトラキャパシタバンクが完全に充電されます。バスはブレーキからエネルギーを回収することもでき、充電ステーションにはソーラーパネルを装備できると同社は述べています。この製品の第3世代は、1回の充電で20マイル（32 km）以上の走行距離を実現する予定です。^[2]

Sinautec は、同社のバス 1 台はディーゼル バスの 10 分の 1 のエネルギー コストで、生涯で 20 万ドルの燃料節約が可能だと見積もっています。バスは電気トロリー バスと比較しても 40% 少ない電力を消費しますが、これは主にバスが軽量であるためです^[要出典]。ウルトラキャパシタは活性炭でできており、エネルギー密度は 1 キログラムあたり 6 ワット時です (比較すると、高性能リチウムイオン バッテリーは 1 キログラムあたり 200 ワット時を達成できますが、ウルトラキャパシタ バスはリチウムイオン バッテリー バスよりも約 40% 安く、はるかに信頼性が高いです)。^{[2] [6]}

プラグインハイブリッドバージョンもあり、これもウルトラキャパシタを使用しています。^[要出典]

パリの公共交通機関の大半を管理する公営企業であるRATPは現在、ウルトラキャパシタを搭載したハイブリッドバスを使用したテストを行っている。このモデルはLion's City Hybridと呼ばれ、ドイツのメーカーMANが供給している。^[9]

セルビアのGSPベオグラードは、中国のメーカーHigerのスーパーキャパシタバスで単独で運行される最初のバス路線を開始しました。^[10]最初の持続可能なウルトラキャパシタ（UC）eバスは、2014年にEUとブルガリアのソフィアでChariot Motors Companyによって紹介されました。18か月のパイロットプロジェクトは成功し、大衆の反響がありました。UCバスは、評判の高いドイツの研究所Belicon GmbHによってテストされ、最もエネルギー消費の少ない効率的な車両の1つとして定義されました。パイロットの成功に基づき、ブルガリアの首都ソフィア（ヨーロッパで最も汚染された都市の1つ）は、UC eバスを革新的で都市交通技術に適したものの1つとして選択しました。ソフィアの公共交通機関であるストリヒェン・エレクトロトランスポートは、45台のカリオット・ハイゲル12m UC電気バスを運行開始しました。2020年に15台、2021年に30台です。電気自動車には40kWhのUCが搭載されており、バスは6、60、11、73、74、84、123、184路線を走行し、平均非重複距離は11kmです。^[要出典]

オーストリアのグラーツでは、50番線と34E線が24～32kWhのEDLCスーパーキャパシタを使用して、短時間の中間充電で稼働している。^[11]

バス停にはパンタグラフと地上電源集電装置が組み込まれており、電気バスを素早く充電できるため、バスに小型のバッテリーを使用できるようになり、資本コストと運転コストが削減されます。^{[12] [13] [14] [15]}

地下鉄の車両や路面電車では、線路分岐器の絶縁体が線路沿いの数フィートにわたって車両への電力を遮断し、大きなコンデンサを使用してエネルギーを蓄え、電力供給部の絶縁体を通して地下鉄の車両を駆動することがある。^[16]

新しい南京路面電車はスーパーキャパシタ技術を採用しており、連続架線の代わりに各停留所に充電ハードウェアが設置されている。最初の路線は2014年に運行を開始した。鉄道車両はCSR Zhuzhouによって製造され、メーカーによると、これらは完全にスーパーキャパシタで駆動する世界初の低床路面電車である。^{[17]同様の鉄道車両が}広州路面電車にもいくつか発注されている。 ^[17]

2001年と2002年に、ドイツのニュルンベルクの公共交通機関運営会社VAGは、電気二重層コンデンサを備えたディーゼル電気駆動システムを使用するハイブリッドバスをテストしました。 ^[18]

ドイツのマンハイムにあるマンハイム市営鉄道は2003年以来、電気二重層コンデンサを使用してブレーキエネルギーを蓄えるLRV（ライトレール車両）であるキャパ車両を運行している。^{[19] [20]}

公共交通機関製造部門の他の企業も電気二重層コンデンサ技術を開発している。シーメンスAGの交通システム部門は、EDLCをベースにした移動型エネルギー貯蔵装置「Sibac Energy Storage」 ^[21]と、線路脇の電源装置に統合された固定型バージョンの「Sitras SES」^[22]を開発している。 アデテルグループは、LRV、LRT、地下鉄向けに「NeoGreen」という独自の省エネ装置を開発している。^[23] セゲレック社もEDLCベースのエネルギー貯蔵システムを開発している。^[24]

プロトンパワーシステムズは、燃料電池とバッテリーを主なエネルギー貯蔵装置として使用し、EDLCを補助として利用する世界初のトリプルハイブリッドフォークリフトを開発しました。 ^[25]

サウサンプトン大学の スピンアウト企業であるナノテクチャー^[26]は、ハイブリッド車用のスーパーキャパシタを開発するために政府から助成金を受けた。同社は「ハイブリッド車用次世代スーパーキャパシタ」と題するプロジェクトのために、英国貿易産業省から37万6000ポンドを受け取る予定である。このプロジェクトにはジョンソン・マッセイとヒルテック・デベロップメントも参加している。このプロジェクトでは、スーパーキャパシタ技術を使用してハイブリッド電気自動車を改良し、全体的なエネルギー効率を向上させる予定である。^[要出典]

Sinautec は、垂直に整列したカーボンナノチューブ構造を使用して、電荷を保持するための表面積を増やし、エネルギー密度の高い超コンデンサーの開発についてMITの Schindallと協議中です。これまでのところ、既存の超コンデンサーの 2 倍のエネルギー密度を実現していますが、5 倍程度にまで高めることを目指しています。これにより、リチウムイオン電池の 4 分の 1 のエネルギー密度を持つ超コンデンサーが実現します。^[27]

今後の開発には、架空配線を避けるために、道路の下での誘導充電の使用が含まれます。各バス停の下と途中の 各信号機にパッドが設置されます。

多くのモーターレースイベントを統括するFIAは、2007年5月23日のF1パワートレイン規制フレームワークバージョン1.3で、バッテリーとスーパーキャパシタの両方で作られた「スーパーバッテリー」を使用して最大200kWの入力および出力電力のハイブリッドドライブを含む新しいパワートレイン規制を発行することを提案しました。 ^[28]

ウルトラキャパシタは、高い電力密度で急速に利用可能なエネルギーを貯蔵し、バッテリーを安全な抵抗加熱限度内に保ち、バッテリー寿命を延ばすために、一部の電気自動車で使用されています。^[29]ウルトラバッテリーは、スーパーキャパシタとバッテリーを1つのユニットに組み合わせ、プラグインハイブリッド電気自動車（PHEV）で使用されている現在の技術よりも長持ちし、コストが低く、より強力な電気自動車バッテリーを作成します。

• 乗車中に充電できる電気バス。