Các siêu tụ điện như pin xe hơi [đóng cửa]


12

Tôi đã xem các video trên YouTube về các siêu tụ điện thay thế pin xe hơi. Đây có phải là thực tế? Và nếu vậy, tại sao chúng không được cung cấp trong thị trường ô tô?

https://www.youtube.com/watch?v=GPJao1xLe7w

loại siêu tụ điện mà anh ta đang sử dụng có bảng dữ liệu sau:

http://www.nooelec.com/files/2600f.pdf

Lưu ý rằng nó chứa 8.125 Joules của năng lượng được lưu trữ.

Sau đó, nếu bạn truy cập http://www.rapidtables.com/calc/electric/Joule_to_Watt_Calculator.htmlm và nhập 8125 vào hộp và giả sử 5 giây bắt đầu (thực tế shd sẽ khởi động sau 1 giây). Sau đó, bạn nhận được 1.625 Watts. Hãy nhớ 1 HP = 750 Watts, do đó bạn chỉ có hơn 2 HP năng lượng khởi động. Hãy nhớ rằng anh ấy đang sử dụng sáu trong số họ. 6 x 8125 = 48.750 J. @ 16.2V.
(trong 2 giây, khởi động hơn 24.000 Watts (32 HP) năng lượng tức thời) Dễ dàng đủ để khởi động xe của bạn. Không có pin quá.

Một pin xe tốt sẽ có 700 CCA. @ 14V = 9800 Watts (13 HP). Hoàn toàn khác biệt. (Bộ khởi động trung bình là 1,9 đến 2 HP)

Ở đây, khi thời gian trôi qua, tôi sẽ đăng thêm video để củng cố tuyên bố của mình:

https://www.youtube.com/watch?v=EoWMF3VkI6U

http://www.extremetech.com/computing/183839-new-supercapacitor-tĩ-could-store-conduct-power-on-the-same-copper-wires

http: // scitechdaily.com/graphene-basing-supercapacitor-may-significantly-boost-power-electric-vehicles/

http://phys.org/news/2015-09-micro-supercapacitor-unmatched-energy-st Storage.html

https://www.tecargetroup.com/ultracapacitor-supercapacitor/industry_news.php

http://www.skeletontech.com/news/skotte-technology-launches-markets-highest-energy-d mật-ultracapacitor /

https://www.youtube.com/watch?v=ZgozrScGN8U

Điểm mấu chốt là, nếu bạn có đủ Farads, bạn có mật độ năng lượng.

Và điều này thực sự giải quyết vấn đề một lần và mãi mãi ...

https://www.youtube.com/watch?v=JAT_8H23iGI


16
Nghiên cứu của bạn đã dạy bạn điều gì về mật độ năng lượng và dung lượng của pin so với tụ điện?
Transitor

3
Câu hỏi rất giống nhau một tháng trước trên Cơ học.SE: Thay pin xe hơi bằng tụ điện?
Nick Alexeev

2
Một phần của vấn đề với các tính toán mới của bạn là bạn không có được con số năng lượng đầy đủ đó trừ khi tụ điện được xả hết . Bạn sẽ phải giả sử giảm điện áp (giả sử là 12 V đến 8V) và tính chênh lệch năng lượng giữa các điện áp đó. Và loại bỏ các chỉnh sửa lặp đi lặp lại.
W5VO

1
@TimSpriggs Hầu hết các động cơ khởi động không hoạt động quá tốt ở 0V, vì vậy trích dẫn toàn bộ năng lượng được lưu trữ là sai lệch. Bạn chỉ có thể nhận được năng lượng rằng nếu bạn hoàn toàn xả tụ điện. Tại một số điểm, điện áp trên tụ không đủ để điều khiển động cơ khởi động.
W5VO

1
trở lại những năm 1970, khi hầu hết các xe máy đều có bộ khởi động (một số cũng có khởi động điện), thay thế pin xe máy bằng một tụ điện rất lớn là điều thiết thực.
robert bristow-johnson

Câu trả lời:


61

Nó không thực tế. Tôi không biết tại sao mọi người làm điều này, không có lợi ích gì. Nó dùng để lạm dụng một cái gì đó hữu ích. Nói một cách đơn giản, những video đó là của những người không biết họ đang làm gì và đang lạm dụng các siêu tụ điện cho một ứng dụng kỳ quái và vô nghĩa, chúng không phù hợp và thậm chí không thực tế. Và chúng được cung cấp trên thị trường ô tô, không phải là thay thế pin, vì lý do tương tự đèn pha được cung cấp trên thị trường ô tô, không phải là thay thế âm thanh nổi xe hơi. Bởi vì điều đó sẽ không có ý nghĩa gì.

Lý do duy nhất siêu tụ điện tồn tại là mật độ năng lượng. Chúng có mật độ năng lượng khủng khiếp, và mật độ năng lượng khủng khiếp đó có giá gấp nhiều lần. Toàn bộ điểm của pin là bộ lưu trữ năng lượng lớn. Sử dụng siêu tụ điện để làm điều tồi tệ nhất thay vì thứ rẻ tiền, sẵn có và được chứng minh trong hơn 100 năm là ... từ tốt nhất nhưng quá yếu mà tôi có thể sử dụng để mô tả đó là "ngớ ngẩn".

Những video đó tồn tại, nhưng chỉ vì có một video của nó không làm cho nó trở thành một ý tưởng tốt. Không phải vậy.

Có gì một ý tưởng tốt là sử dụng siêu tụ điện với lý do chúng tồn tại, mà gì ngạc nhiên là cách chính xác mà họ đang được sử dụng trong các ứng dụng ô tô. Pin có mật độ năng lượng lớn , nhưng so với siêu tụ điện (hoặc bất kỳ tụ điện nào), pin thậm chí không đạt được mật độ năng lượng . Ngoài ra, việc buộc pin phải cung cấp năng lượng lớn sẽ gây khó khăn cho nó và sẽ làm giảm tuổi thọ của nó, và bạn càng tiêu hao pin nhanh, công suất năng lượng rõ ràng của nó sẽ càng thấp. Pin sẽ tồn tại lâu hơn nhiều nếu cạn kiệt ở tốc độ 10 giờ so với tốc độ 1 giờ. Có nghĩa là, với tốc độ sẽ xả nó trong 10 giờ so với chỉ 1 giờ. Công suất cao hơn có nghĩa là tốc độ xả cao hơn.

Điểm yếu mật độ năng lượng này là hai chiều: pin rất tệ trong việc cung cấp năng lượng rất lớn và kém khi chấp nhận chúng. Họ thích những thứ tốt đẹp và ổn định. Đó là nơi các siêu tụ điện đi vào. Chúng có mật độ năng lượng khủng khiếp, nhưng mật độ năng lượng lớn. 99% thời gian, các xung năng lượng lớn được yêu cầu trong các ứng dụng ô tô cũng rất ngắn gọn - những thứ như phanh, tăng tốc, dòng điện khởi động của động cơ khởi động, đại loại thế. Cách hợp lý duy nhất (và dự định) để sử dụng siêu tụ điện là ngoài pin, không bao giờ thay thế pin.Họ bổ sung hoàn hảo cho nhau. Một pin liên quan đến việc lưu trữ hàng tấn năng lượng, trong khi các tụ điện cung cấp năng lượng cao khi cần thiết. Chúng cho phép những thứ như thu lại gần như toàn bộ năng lượng từ việc phá vỡ tái sinh, bởi vì tất cả năng lượng đó chỉ đơn giản có thể được đổ ngay vào chúng và chúng sẽ xử lý nó như những nhà vô địch. Sau đó, nó có thể được hút trở lại vào pin với tốc độ được kiểm soát mà pin có thể xử lý.

Các siêu tụ điện có thể để cho một pin cực yếu trong điều kiện cực lạnh khởi động xe, bởi vì pin được giải phóng nhu cầu năng lượng. Nhưng pin yếu đó sẽ tiếp tục hoạt động và vẫn chậm nhưng chắc chắn sạc lại các tụ điện và được sạc lâu sau khi những chiếc xe của những người làm video đó sẽ chết trong nước.

Tóm lại, chúng được sử dụng trong ngành công nghiệp ô tô và những người trong các video đó chỉ đơn giản là chi tiền để làm cho chiếc xe của họ trở nên thấp kém theo nhiều cách quan trọng bằng cách lạm dụng các siêu tụ điện theo cách chỉ gây bất lợi. Chúng không thay thế cho pin vì pin lưu trữ hàng tấn năng lượng, tụ điện thì không. Được sử dụng song song, tuy nhiên, chúng là một kết hợp rất tốt và nhận được sự chậm chạp ở các khu vực khác là yếu.


5
Xin chúc mừng, người duy nhất cho đến nay trong số các câu trả lời biết pin xe là gì. :)
ống

6
"Phá vỡ" xe của bạn không được khuyến khích, đề nghị thay thế nó bằng "phanh".
hobbs

6
Có một câu chôn trong câu trả lời của bạn đáng được chú ý hơn. Bạn nói: "... việc buộc pin phải cung cấp năng lượng lớn sẽ gây khó khăn cho nó và sẽ giảm tuổi thọ lâu dài ..." Nói cách khác, sử dụng SuperCap làm công cụ bổ trợ cho pin có thể giúp pin hoạt động lâu hơn , đặc biệt là trong các ứng dụng "bùng nổ".
Solomon chậm

5
@TimSpriggs Tôi nghĩ anh ấy khá rõ ràng. Không có lợi ích gì khi thay thế pin bằng siêu tụ điện, nhưng có một lợi ích khi sử dụng cả hai cùng một lúc. Đây là một câu trả lời xuất sắc và được viết tốt. Bạn nhận xét rằng có thể bạn không thực sự tìm kiếm ai đó để trả lời câu hỏi của bạn. Nếu vậy, tôi sợ bạn đã đến trang web sai. :-)
Adam Haun

1
@tim spiggs, phần nào là ý kiến? Các siêu mũ hiện tại không có mật độ năng lượng cần thiết để thay thế một thứ như pin xe hơi hoàn toàn ... Đó là sự thật.
Jarrod Christman

7

So sánh này là kilo cho kilo.

Nhược điểm của siêu tụ điện

  • Mật độ năng lượng thấp hơn pin.
  • Tỷ lệ tự xả cao hơn. Mất phí theo thời gian.

Ưu điểm của siêu tụ điện

  • Có thể nhận sạc nhanh hơn pin.
  • Có thể xuất nhiều dòng điện hơn pin.

Các siêu tụ điện tốt hơn pin là nguồn năng lượng , nhưng chúng còn tệ hơn cả pin trong việc lưu trữ năng lượng . Trong những chiếc ô tô, đôi khi siêu tụ điện được tìm thấy trong KERS (Hệ thống phục hồi năng lượng Kinetic), nơi chúng hấp thụ một lượng điện lớn khi xe chạy chậm lại, chỉ để ném lại năng lượng này vào động cơ vài giây sau đó. Nhưng các siêu tụ điện không thể phục vụ như một sự thay thế thực tế cho một bình xăng ở tình trạng công nghệ hiện nay.


3
Ắc quy ô tô không được sử dụng để lái ô tô, được sử dụng để khởi động ô tô.
ống

5
@pipe Trừ khi đó là một trong những Teslas mới.
Nick Alexeev

5
Rất nhiều giống lai sử dụng pin để hấp thụ năng lượng từ việc phá vỡ, với mục đích đưa nó vào sử dụng một vài giây hoặc vài phút sau đó. Mũ lớn có khả năng tốt hơn pin cho mục đích như vậy.
supercat

3

Trước hết, sẽ rất tuyệt nếu bạn đăng một liên kết đến video mà bạn đang nói, để chúng ta có thể tự xem nó, và không phải đoán chính xác những gì bạn đang nói.

Thứ hai, câu trả lời là không. Không thể từ xa với tình trạng hiện tại của nghệ thuật. Bắt đầu với một tìm kiếm Google đơn giản về "mật độ năng lượng" và bạn sẽ tìm thấy Wikipedia cũ tốt . Nhìn vào điều này, bạn sẽ tìm thấy một năng lượng cụ thể khoảng 44 MJ / kg cho xăng và khoảng 0,04 MJ / kg cho các siêu tụ điện. Điều này cho thấy rằng cùng một trọng lượng xăng sẽ cung cấp năng lượng gấp 1000 lần so với siêu xe. Điều này là sai lệch bởi khoảng 3 nhân tố, vì xăng cần được đốt trong động cơ đốt trong và động cơ IC thực tế chỉ hiệu quả khoảng 30%. Tuy nhiên, điều này mang lại cho xăng khoảng 250 hoặc 300 đến một lợi thế. Nói cách khác, một chiếc xe điện có cùng trọng lượng của siêu xe với bình xăng 25 gallon sẽ tương đương với khoảng 1 pint.

Vì vậy, nó không thực tế. Ví dụ, nó có thể được sử dụng như một bộ đệm lưu trữ tạm thời cho năng lượng được phục hồi bằng cách hãm tái sinh, nhưng điều đó không đủ xa.

EDIT - Với các liên kết đến video và bảng dữ liệu, tôi có thể phản hồi đầy đủ hơn.

Đầu tiên, tôi sẽ cho rằng phản ứng của tôi phù hợp hơn với một cuộc thảo luận về xe điện, vì vậy tôi sẽ cố gắng làm tốt hơn việc tập trung vào khởi động và các vấn đề khác.

t= =3600013= =2769 giây= =46 phút

C= =26006= =433 F
dVdt= =TôiC= =600433= =1,4 vôn / giây

Điều này không hoàn toàn chính xác, vì động cơ khởi động không thực sự vẽ 600 ampe. Thay vào đó, 100 amps là một con số hợp lý hơn. Trong những trường hợp này, các siêu tụ điện sẽ mất khoảng 1/4 volt mỗi giây. Đây có phải là một vấn đề? Tôi lưu ý rằng bản chỉnh sửa hiện tại của OP cho thấy rằng một bộ khởi động chỉ cần cung cấp năng lượng trong khoảng 1 giây. Điều này cho thấy rằng poster sống trong điều kiện khí hậu ấm áp và không bao giờ lái những chiếc xe cũ không khởi động dễ dàng. Đối với dân gian như vậy, một siêu xe sẽ làm tốt. Đối với những người khác, không quá nhiều.

S.E.= =35 W-giờ / kg×66 Kilôgam= =2310 W-hr= =8.3 MJ

3
Ắc quy ô tô không được sử dụng để lái ô tô, được sử dụng để khởi động ô tô.
ống

@pipe: Pin của xe hơi lai được sử dụng để cung cấp lực đẩy; đôi khi trong thời gian dài, và đôi khi chỉ là một công cụ bổ trợ để giúp chiếc xe tăng tốc.
supercat

@supercat Về mặt kỹ thuật là đúng, nhưng nếu bạn đến một cửa hàng và hỏi họ có pin xe ở đâu thì tôi chắc chắn họ sẽ không cho rằng bạn muốn có pin mới cho chiếc hybrid của mình.
ống

3
Không, nhưng quan điểm của tôi là trong khi siêu xe có thể không thay thế tất cả pin trong xe hơi, chúng có thể thay thế một cách hữu ích một số pin trong một số loại hybrid.
supercat

Bạn muốn có bao nhiêu liên kết?
Tim Spriggs

0

Một pin xe hơi (trong một chiếc xe chạy bằng xăng / diesel truyền thống, tôi sẽ bỏ qua xe hybrid và xe điện ở đây) được sử dụng để khởi động xe và cũng để cung cấp năng lượng cho các tải khác nhau được sử dụng khi tắt động cơ.

Các tụ điện có xu hướng sạc / xả nhiều hơn pin và không có vấn đề thực sự nào về việc hao mòn với nhiều chu kỳ nhưng chúng có mật độ năng lượng thấp hơn NHIỀU. Vì vậy, một ngân hàng siêu xe nhỏ có thể khởi động xe thành công (như những video đó chứng minh) nhưng nó cũng sẽ xả rất nhanh nếu bạn có bất kỳ tải trọng đáng kể nào được bật khi động cơ của bạn dừng lại. Trong video được liên kết trong câu hỏi, bạn thấy điện áp giảm nhanh khi anh ấy bật đèn pha.

Đó sẽ là một Pita chính nếu bạn phải sửa chữa bên đường vào ban đêm.


Một pin có thể khiến bạn bị mắc kẹt dễ dàng như vậy. Pin bị cạn kiệt, pin chết, pin bị đóng băng, v.v.
Tim Spriggs

@TimSpriggs Không "dễ như vậy". Tôi đã có những lỗi đó khoảng năm lần trong cuộc đời tôi. Một siêu tụ điện sẽ khiến bạn bị mắc kẹt, mọi lúc.
dùng207421

Bạn không biết rằng bởi vì bạn không bao giờ đặt cùng một thiết lập siêu xe trong xe của bạn. Có bạn bây giờ không :)
Tim Spriggs

0

Tụ sạc nhanh, nhưng chúng cũng xả nhanh. Do đó tại sao chúng ta sử dụng pin. Pin giữ một khoản phí lâu hơn. Vì vậy, nếu bạn vô tình để đèn pha trong 5 phút, xe sẽ khởi động. Tụ điện có giá cao hơn. Lợi ích duy nhất tôi có thể thấy là tuổi thọ sẽ dài hơn vì tụ điện có nhiều chu kỳ sạc hơn. Bạn có thể không bao giờ phải thay thế các tụ điện. Nhưng đơn giản chỉ cần đặt, một pin hiệu quả hơn, đáng tin cậy và rẻ hơn nhiều. Bạn có thể phải thay thế nó cứ sau 5 năm, nhưng đó là một cái giá nhỏ để trả cho độ tin cậy. Xem xét pin rẻ hơn bao nhiêu, nó không có trí tuệ. Có lẽ tốt cho một tăng khẩn cấp đắt tiền. Nhưng pin cũng vậy. Pin nặng hơn mặc dù ... vì vậy ...

Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookieChính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.