電池與超級電容器各有利弊,為了集兩者的長處于一身,工程師們試圖創造兩者的混合體--“超級電池”。工程師們的首要任務是要霸占高能量密度這一關口,因為一旦處理了這一難題,超級電池就可代替高成本、大功率超級電容器在運送職業和自然動力收集方面的運用。美國加州大學洛杉磯分校的研討人員2013年3月宣告創造了一種以石墨烯為根底的微型超級電容器,這種法拉電容器用僅有一個原子厚度的碳層制成,其充電和放電的速度比標準電池快百倍乃至千倍。制作這種超級電容模組并不(bu)(bu)需要高精尖的設備器械(xie),一(yi)臺一(yi)般的DVD刻錄機就能夠完成(cheng)整個生(sheng)產進(jin)程。研(yan)討小組就表(biao)明(ming),運用這種技術 ,他們運用廉(lian)價材料在一(yi)個光(guang)盤(pan)上制作(zuo)100多(duo)個微(wei)型超級電池,只(zhi)花費了不(bu)(bu)到半個小時(shi)的時(shi)間。
在(zai)轎車(che)工(gong)業中,智能啟停操控體系(xi)(輕型混合動(dong)力體系(xi))的(de)運用為超級電容器提(ti)供了廣闊(kuo)的(de)舞臺(tai),在(zai)插(cha)電式混合動(dong)力轎車(che)上的(de)表現(xian)尤(you)為突出。由于電動(dong)轎車(che)頻頻啟動(dong)和(he)停車(che),使得蓄電池的(de)放電進程變(bian)化很(hen)大。在(zai)正常行駛時,電動(dong)轎車(che)從蓄電池中汲取的(de)平(ping)均功(gong)率相當(dang)低,而(er)加快和(he)爬(pa)坡時的(de)峰值(zhi)又相當(dang)高。
超級電容器生產廠家在(zai)現有(you)的電動轎車電池(chi)技(ji)術條件下(xia),蓄電池(chi)必須在(zai)比能(neng)量和(he)比功(gong)率以及比功(gong)率和(he)循環壽(shou)數之間做(zuo)出平衡,而(er)難以在(zai)一(yi)套動力(li)體系上同時追求高比能(neng)量、高比功(gong)率和(he)長壽(shou)數。
為了(le)處理電動(dong)(dong)轎車續(xu)(xu)駛(shi)路程與加(jia)快爬坡(po)性能(neng)(neng)之間的(de)(de)矛盾,能(neng)(neng)夠(gou)(gou)考慮(lv)采用(yong)(yong)兩(liang)套動(dong)(dong)力體系,其(qi)中由主動(dong)(dong)力進步續(xu)(xu)駛(shi)路程,而由輔佐(zuo)(zuo)動(dong)(dong)力在加(jia)快和爬坡(po)時提供短時的(de)(de)輔佐(zuo)(zuo)動(dong)(dong)力。輔佐(zuo)(zuo)動(dong)(dong)力體系的(de)(de)能(neng)(neng)量能(neng)(neng)夠(gou)(gou)直接(jie)取自(zi)主動(dong)(dong)力,也能(neng)(neng)夠(gou)(gou)在電動(dong)(dong)轎車剎車或下(xia)坡(po)時收回(hui)可(ke)再生的(de)(de)動(dong)(dong)能(neng)(neng),選用(yong)(yong)超級電容做輔佐(zuo)(zuo)能(neng)(neng)。
短期(qi)內,超級電(dian)容極低的比(bi)能量(liang)使其不可能被單獨用(yong)(yong)作電(dian)動(dong)轎車動(dong)力體(ti)系(xi),但用(yong)(yong)做輔佐能量(liang)源具有(you)明顯長(chang)處。在(zai)電(dian)動(dong)轎車上運(yun)用(yong)(yong)的組合為電(dian)池(chi)-法拉電(dian)容混合能量(liang)體(ti)系(xi),對電(dian)池(chi)的比(bi)能量(liang)和(he)比(bi)功率要求分開。
超(chao)(chao)級(ji)電(dian)(dian)容具有負載均(jun)衡效(xiao)(xiao)果,電(dian)(dian)池(chi)(chi)的(de)放(fang)電(dian)(dian)電(dian)(dian)流削(xue)減運(yun)(yun)用(yong)電(dian)(dian)池(chi)(chi)的(de)可(ke)運(yun)(yun)用(yong)能量、運(yun)(yun)用(yong)壽數得(de)到(dao)明(ming)顯進步(bu)(bu);與電(dian)(dian)池(chi)(chi)比(bi)較(jiao),超(chao)(chao)級(ji)電(dian)(dian)容能夠迅速高效(xiao)(xiao)地吸收電(dian)(dian)動(dong)轎車制(zhi)動(dong)發生的(de)再生動(dong)能。超(chao)(chao)級(ji)電(dian)(dian)容的(de)早和均(jun)衡和能量收回效(xiao)(xiao)果使(shi)車輛的(de)續駛(shi)路程得(de)到(dao)極大的(de)進步(bu)(bu)。但體系要對電(dian)(dian)池(chi)(chi)、超(chao)(chao)級(ji)電(dian)(dian)容、電(dian)(dian)動(dong)機和功(gong)率逆變(bian)器(qi)等做(zuo)綜合操控(kong)和優化匹配(pei),功(gong)率變(bian)換器(qi)及其操控(kong)器(qi)的(de)設計運(yun)(yun)用(yong)充分考慮電(dian)(dian)動(dong)機和超(chao)(chao)級(ji)電(dian)(dian)容之間(jian)的(de)匹配(pei)。
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