储能电池变电容 从马自达阿特兹看超级电容在汽车上的应用

Artz是同级车中的“技术控制”。除了让人耳朵作茧的蓝天，它的i-stop和i-Elop也是不错的“发明”。有人说，那不是自动启停和制动能量回收吗？是的，不是所有的。例如，i-stop的点火启动非常有创意。我们在这里真正想说的是它的I-Elop。它与目前主流的制动能量回收系统的不同之处在于，储能装置从电池变为电容器。

电池储能有什么问题？

目前，主流能源回收系统的工作原理是相似的。我们知道，在正常情况下，发电机与发动机一起工作，为整车电气系统提供电能，并在发动机正常运行时为电池充电。所有这些能量都来自发动机的正常运行，并成为发动机的负载之一，从而增加了能源消耗。制动能量回收系统通过发电机的逆变器原理，收集车辆不需要动力输出（如滑行和制动）时的剩余能量，以达到节约能耗的目的。

具体到工作方式。在正常行驶过程中，发电机不再工作，也就是说，它不会成为发动机的负载。电气系统由电池供电。当滑行和踩下制动踏板的工况出现时，发电机通过逆变器发电，不仅有效利用了滑行惯性，还起到了制动作用，一举两得。该剩余能量被转换成电能并存储在蓄电池中，用于在加速期间为整个车辆提供电能。这样，理论上可以实现发动机不需要主动为发电机提供能量，车辆电气系统的能量来源于剩余能量的回收。它不仅节省了能源，还降低了发动机负载，提高了加速过程中的动力性能。

然而，这个看似美好的过程有两个问题：

1.制动能量回收实际上可以产生大量的电能（这不难通过直观的理解来判断），但电池充电需要时间。此时此刻，瞬间产生的大量电力中，只有一小部分可以“充入电池”，其余的仍在浪费。因此，尽管制动能量远大于需要充电的能量，但仍可能导致电池损失。此时，系统必须在换料状态下启动发电机，从而增加能源消耗。

2.铅电池在频繁充电和放电的过程中会“失去寿命”，因此这种能量回收系统会缩短电池的使用寿命或增加电池的更换成本（选择性能更好的电池来延长使用寿命）。这些额外的开支与节约能源=省钱的初衷背道而驰。

什么是超级电容器？

与Artz的i-ELOOP相对应的储能装置不是电池，而是双层电容器。双层电容器是一种超级电容器。马自达为什么要使用它？为什么你以前没在车里看到过这个东西？

电容的优点是什么？

首先，充电速度极快，无论容量如何，只要电流足够，一两秒钟就能完成。例如，如果手机的电池被电容器取代，它每天都会在几秒钟内充满电。感觉怎么样？其次，它耐充电，数十万次没有问题，而且能量不会衰减。数十万次。概念是什么？根据平均水平，每天充电和放电20次，可以持续50年以上！

第三是放电速度极快，或者可以携带的功率很高，这也是电池无法比拟的。第四，高效率。因为这是一种物理变化，它的能量转换效率远不能与化学变化电池相媲美。

它看起来很完美，对吧？但普通电容器有一个致命的缺点：电容非常小。这可以从其常用的单位微分法中看出。一个微法拉只是一法拉的百万分之一。一法拉有多少电？它只有0.638 mah。我们常见的5号可充电电池有多少毫安？2500 mah并不高。换算后，它相当于一个5号可充电电池的电能，相当于40万个电容器和1万微法。这样的电容器显然不能为车辆储存能量。

超级电容器与普通电容器完全不同，普通电容器通过极化电解质来实现储能，但同时它们是像电容器一样的物理变化，而不是像电池一样的化学变化。这一有趣的原理使其特性介于电容器和电池之间，或者它结合了两者的优点。它在充放电速度、抗冲击性和放电特性上与电容器完全相同，但容量有了质的提高。根据目前的研发情况，其比能量已经达到铅酸电池的水平。

通过这种方式，超级电容器可以应用于车辆能量存储。结合Artz的i-ELOOP，我们不妨具体看看它的优势。

在收集油或制动的过程中，一台特殊的发电机可以在几秒钟内产生足够的电能来填充这个超级电容器。然后，在加速过程中，发电机不工作，超级电容器为所有电气系统提供电力。如果超级电容器用完了，没有充电机会（比如一直加油），电池仍然可以一起工作。然后，只要还有机会收集几秒钟的油，超级电容器就会立即“充满”。此时，它不仅可以为电气系统供电，还可以缓慢释放电能为电池充电。这样，两者的协调可以在不使用发动机正常运行的能量发电的情况下实现理想的能量回收。官方表示，该系统可以将油耗降低10%。宝马为其制动能量回收系统提供的数据为3%。虽然在标准上存在差异，但这也反映出两种技术的节能率不同。

有人可能会问：既然超级电容器比能源更接近电池，而且有这么一个神，你为什么需要电池？这不是没有必要吗？这不得不提到超级电容器的缺点——自放电速度比电池快得多，电池通常被称为“无法储存电力”。如果你不使用电池，恐怕这辆车停几天就不会着火。

超级电容器的特性完全适用于混合动力。

具有快速充电、高充电电阻、高能量转换效率和高自放电的特点，这种储能装置更适合谁？是的，它是一种混合动力车。目前，混合动力技术的电池部分实际上也存在类似的问题。即使对于普锐斯这样的大师来说，吸收制动能量的比率仍然很低。许多能量仍然被转化为热能而白白损失。和Artz一样，回收率也很低，因为回收的能量只用于电气系统。如果混合动力汽车采用更大容量的超级电容器来实现制动能量的回收，其节能效果将非常可观。同时，购车者不必担心昂贵的电池寿命。

这种储能装置没有被应用于汽车的原因主要是由于它的几个缺点。一个是安全性，放电速度太快，内阻太低。如果设计不好，它本身就包含着“突然能量爆炸”的潜在风险。其次，低工作电压限制了其在汽车驾驶中的应用。但这些并不是死胡同。随着技术的进步，所有这些问题都可以得到解决。毕竟，它的优势是如此吸引人。事实上，丰田已经开发出一款带有超级电容器的混合动力汽车，其核心诉求是节能、节能和再节能。宝马和丰田联合开发的超级电容器混合动力超级跑车看重其高放电速度——它可以是……

ipped尽可能配备大功率电机，其瞬间产生的能量可以达到类似“氮气加速”的神奇效果。

当我们总是关注锂电池时，超级电容器这一优秀的储能设备却被忽视了。事实上，它不仅适用于上述这些技术。发散思维，它可能成为未来纯电动汽车的解决方案。尽管目前它的高自放电特性确实不适合纯电动汽车，但别忘了它的超快充电特性充电时间可能比加油时间短，而且不存在寿命问题。如果将来它的比能量进一步提高，电压特性更好，然后与电池结合，会有什么效果？Artz是同级车中的“技术控制”。除了让人耳朵作茧的蓝天，它的i-stop和i-Elop也是不错的“发明”。有人说，那不是自动启停和制动能量回收吗？是的，不是所有的。例如，i-stop的点火启动非常有创意。我们在这里真正想说的是它的I-Elop。它与目前主流的制动能量回收系统的不同之处在于，储能装置从电池变为电容器。

电池储能有什么问题？

目前，主流能源回收系统的工作原理是相似的。我们知道，在正常情况下，发电机与发动机一起工作，为整车电气系统提供电能，并在发动机正常运行时为电池充电。所有这些能量都来自发动机的正常运行，并成为发动机的负载之一，从而增加了能源消耗。制动能量回收系统通过发电机的逆变器原理，收集车辆不需要动力输出（如滑行和制动）时的剩余能量，以达到节约能耗的目的。

具体到工作方式。在正常行驶过程中，发电机不再工作，也就是说，它不会成为发动机的负载。电气系统由电池供电。当滑行和踩下制动踏板的工况出现时，发电机通过逆变器发电，不仅有效利用了滑行惯性，还起到了制动作用，一举两得。该剩余能量被转换成电能并存储在蓄电池中，用于在加速期间为整个车辆提供电能。这样，理论上可以实现发动机不需要主动为发电机提供能量，车辆电气系统的能量来源于剩余能量的回收。它不仅节省了能源，还降低了发动机负载，提高了加速过程中的动力性能。

然而，这个看似美好的过程有两个问题：

1.制动能量回收实际上可以产生大量的电能（这不难通过直观的理解来判断），但电池充电需要时间。此时此刻，瞬间产生的大量电力中，只有一小部分可以“充入电池”，其余的仍在浪费。因此，尽管制动能量远大于需要充电的能量，但仍可能导致电池损失。此时，系统必须在换料状态下启动发电机，从而增加能源消耗。

2.铅电池在频繁充电和放电的过程中会“失去寿命”，因此这种能量回收系统会缩短电池的使用寿命或增加电池的更换成本（选择性能更好的电池来延长使用寿命）。这些额外的开支与节约能源=省钱的初衷背道而驰。

什么是超级电容器？

与Artz的i-ELOOP相对应的储能装置不是电池，而是双层电容器。双层电容器是一种超级电容器。马自达为什么要使用它？为什么你以前没在车里看到过这个东西？

电容的优点是什么？

首先，充电速度极快，无论容量如何，只要电流足够，一两秒钟就能完成。例如，如果手机的电池被电容器取代，它每天都会在几秒钟内充满电。感觉怎么样？其次，它耐充电，数十万次没有问题，而且能量不会衰减……

成千上万次的ndred。概念是什么？根据平均水平，每天充电和放电20次，可以持续50年以上！

第三是放电速度极快，或者可以携带的功率很高，这也是电池无法比拟的。第四，高效率。因为这是一种物理变化，它的能量转换效率远不能与化学变化电池相媲美。

它看起来很完美，对吧？但普通电容器有一个致命的缺点：电容非常小。这可以从其常用的单位微分法中看出。一个微法拉只是一法拉的百万分之一。一法拉有多少电？它只有0.638 mah。我们常见的5号可充电电池有多少毫安？2500 mah并不高。换算后，它相当于一个5号可充电电池的电能，相当于40万个电容器和1万微法。这样的电容器显然不能为车辆储存能量。

超级电容器与普通电容器完全不同，普通电容器通过极化电解质来实现储能，但同时它们是像电容器一样的物理变化，而不是像电池一样的化学变化。这一有趣的原理使其特性介于电容器和电池之间，或者它结合了两者的优点。它在充放电速度、抗冲击性和放电特性上与电容器完全相同，但容量有了质的提高。根据目前的研发情况，其比能量已经达到铅酸电池的水平。

通过这种方式，超级电容器可以应用于车辆能量存储。结合Artz的i-ELOOP，我们不妨具体看看它的优势。

在收集油或制动的过程中，一台特殊的发电机可以在几秒钟内产生足够的电能来填充这个超级电容器。然后，在加速过程中，发电机不工作，超级电容器为所有电气系统提供电力。如果超级电容器用完了，没有充电机会（比如一直加油），电池仍然可以一起工作。然后，只要还有机会收集几秒钟的油，超级电容器就会立即“充满”。此时，它不仅可以为电气系统供电，还可以缓慢释放电能为电池充电。这样，两者的协调可以在不使用发动机正常运行的能量发电的情况下实现理想的能量回收。官方表示，该系统可以将油耗降低10%。宝马为其制动能量回收系统提供的数据为3%。虽然在标准上存在差异，但这也反映出两种技术的节能率不同。

有人可能会问：既然超级电容器比能源更接近电池，而且有这么一个神，你为什么需要电池？这不是没有必要吗？这不得不提到超级电容器的缺点——自放电速度比电池快得多，电池通常被称为“无法储存电力”。如果你不使用电池，恐怕这辆车停几天就不会着火。

超级电容器的特性完全适用于混合动力。

具有快速充电、高充电电阻、高能量转换效率和高自放电的特点，这种储能装置更适合谁？是的，它是一种混合动力车。目前，混合动力技术的电池部分实际上也存在类似的问题。即使对于普锐斯这样的大师来说，吸收制动能量的比率仍然很低。许多能量仍然被转化为热能而白白损失。和Artz一样，回收率也很低，因为回收的能量只用于电气系统。如果混合动力汽车采用更大容量的超级电容器来实现制动能量的回收，其节能效果将非常可观。同时，购车者不必担心昂贵的电池寿命。

这种储能装置没有被应用于汽车的原因主要是由于它的几个缺点。一个是安全性，放电速度太快，内阻太低。如果设计不好，它本身就包含着“突然能量爆炸”的潜在风险。其次，低工作电压限制了其在汽车驾驶中的应用。但这些并不是死胡同。随着技术的进步，所有这些问题都可以得到解决。毕竟，它的优势是如此吸引人。事实上，丰田已经开发出一款带有超级电容器的混合动力汽车，其核心诉求是节能、节能和再节能。宝马和丰田联合开发的超级电容器混合动力超级跑车看重其高放电速度——它可以是……

ipped尽可能配备大功率电机，其瞬间产生的能量可以达到类似“氮气加速”的神奇效果。

当我们总是关注锂电池时，超级电容器这一优秀的储能设备却被忽视了。事实上，它不仅适用于上述这些技术。发散思维，它可能成为未来纯电动汽车的解决方案。尽管目前它的高自放电特性确实不适合纯电动汽车，但别忘了它的超快充电特性充电时间可能比加油时间短，而且不存在寿命问题。如果将来它的比能量进一步提高，电压特性更好，然后与电池结合，会有什么效果？

标签：阿特兹宝马丰田马自达

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