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破解充电难题:无线充电、超级电容引畅想

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时间:1900/1/1 0:00:00

当你考虑未来的流量时,新能源是不可避免的。摆脱对化石燃料的依赖是人类的梦想,但电动汽车、燃料电池汽车、生化柴油等概念已经被各大媒体所说,所以今天我想讨论的是,在电池性能尚未实现质的飞跃的情况下,如何解决电动汽车里程有限、能量传输效率低的问题。

首先,了解当前电池技术的不足。传统的汽油车可以在加油站5分钟内加满油,一箱油可以行驶800公里。给充电桩充电5小时,电动汽车只能行驶约100公里。这种补充能源效率的差距构成了电动汽车不方便的第一个原因。

如果绘制加油和充电的示例,则将燃料注入油箱的效率是充电的50倍以上。加油每分钟可以注入115200千焦耳的能量,而充电每分钟只能注入192千焦耳的能源。这种现象会导致以下问题,即能量密度。

每升燃料的能量密度高于每立方厘米电池的能量密度。从图表中可以看出,4.35公斤的燃料足以让车辆行驶80公里,而电动汽车需要180公斤的电池才能行驶80公里。这是因为相同体积和重量的汽油所含的能量远远大于电池所含的能源。能量密度的差异决定了电动汽车的续航里程短。

目前,电池技术还没有突破,上述问题也无法解决。那么续航里程和充电时间的问题只能通过其他技术手段来解决。

无线充电实现随走随充的愿望

如果电动汽车不受充电桩和电线的束缚,这将是一个非常理想的状态,电动汽车的里程将不再受到限制。

如今,无线充电技术不再神秘,它已经在一些手机上得到了支持。无线充电的原理是发射器将电能转换为电磁波并发送到接收部分,然后在接收端将电磁波携带的能量转换为电能。

无线充电

无线充电技术也已在汽车中实践,但仍处于验证阶段,尚未在生产车辆中推广。电能发射板放置在地面上,车辆底盘上的接收器可以接收其发射的电磁波。

所以大胆想象一下,如果我们把这些充电排放板放在路上,整个道路将成为一个巨大的充电场,车辆在路上行驶时可以充电。至于电费,可以通过内置在车内的电表来计算电费,也可以像现在的家用电卡一样,用电卡来建电表。当然,这种道路的成本相对较高,因此适合大城市道路等交通密集的道路。事实上,在上一篇关于智能交通技术的文章中,我们已经提到了对道路充电的想法。

如果你去郊区一条利用率低的道路,内置电能发射器的道路利用率就会变低,这就不经济,也很难收回建设成本。然后你可以选择另一种充电方式。

目前,一种高效利用太阳能的方式正在形成,那就是太空太阳能发电站。目前,由于大气和云层的反射干扰,我们使用的地基太阳能发电站已经被削弱了很多。如果将太阳能电池板放置在大气之外,就可以避免阳光在大气中的损失。空间站产生的电能通过微波传输到地面接收站,并转换为电能。微波在大气中的损失非常小,因此太空太阳能发电的效率最高。此外,还有利用氦3在月球上发电并通过微波将其送回地球的想法。

在空间电站的概念中,一项核心技术是远距离微波功率传输。如果这种长距离微波功率传输技术可以用于电动汽车,太空太阳能发电站返回的微波能量可以直接由电动汽车接收和转换,那么电动汽车的里程将不受限制,只要它们可以接收……

地球表面的能量波可以实现充电,而卫星的辐射面覆盖整个地球表面,只有北极和南极会稍微少一些。

超级电容器可以在几分钟内充满电。

为了解决充电时间的问题,我把重点放在了超级电容器上。众所周知,电容器是一种可以快速储电的设备。电能和化学能之间没有像电池一样的转换,但具有不同电相的离子聚集在两个板上以实现电势差。电容器的特点是充放电快,不存在理论上无限的使用寿命问题。

超级电容器

超级电容器的简单理解是一个大电容器,它存储更多的能量。电池驱动的电动汽车受电池放电效率和电池寿命的影响,往往功率低,缺乏爆发力。而且,随着电池使用时间的增加,电池的储能能力逐渐减弱,电动汽车的加速能力会越来越差。使用超级电容器的电动汽车不存在这个问题。根据最近关于超级电容器的报道,新型超级电容器每公斤可储存0.3千瓦时的电力,是锂电池的2.5倍。

将具有这些优势的储电设备应用于电动汽车领域将非常合适,因此自2006年以来,上海出现了超级电容器公交车。早期的超级电容公交车只有在进站时上升并被电动框架充电2分钟,才能行驶3-8公里。这种公共汽车摆脱了传统无轨电车架空输电线路的束缚。上海今年更新的新型电容器母线增加了电容器容量,可以一次运行一条线路。

由于公交车站之间的距离往往不到3公里,通过在车站设置电容器充电设备,公交车可以连续运行,即不需要柴油公交车定期加油或频繁给电池公交车充电,运营效率最大化。

电力系统的小尺寸也是超级电容器总线的优点之一。如果没有巨大的柴油发动机,公交车可以在后面增加一排座椅,振动和噪音将同时消失。三到四个超级电容器可以驱动公交车,占用的空间不到柴油发动机的一半。

目前,超级电容器存在成本高的缺点,项目缺乏投资,开发支持不如锂电池,因此进展相对缓慢。从性能角度来看,超级电容器是解决充电时间长、放电功率低问题的一种实用方法。

未来总是充满可能性的,我所说的只是其中的一些,并不全面。科技的发展离不开人类的想象力,所以网友们不妨用自己的想象力来探讨未来可能的交通技术。也许今天的想象明天就会变成现实。

第一电气网(www.d1ev.com)声明:以上消息转载自合作媒体,转载此消息是为了传播更多信息,并不意味着此消息代表第一电气网的立场或同意其观点、立场或描述。当你考虑未来的流量时,新能源是不可避免的。摆脱对化石燃料的依赖是人类的梦想,但电动汽车、燃料电池汽车、生化柴油等概念已经被各大媒体所说,所以今天我想讨论的是,在电池性能尚未实现质的飞跃的情况下,如何解决电动汽车里程有限、能量传输效率低的问题。

首先,了解当前电池技术的不足。传统的汽油车可以在加油站5分钟内加满油,一箱油可以行驶800公里。给充电桩充电5小时,电动汽车只能行驶约100公里。这种补充能源效率的差距构成了电动汽车不方便的第一个原因。

如果绘制加油和充电的示例,则将燃料注入油箱的效率是充电的50倍以上。加油每分钟可以注入115200千焦耳的能量,而充电每分钟只能注入192千焦耳的能源。这种现象会导致以下问题,即能量密度。

每升燃料的能量密度高于每立方厘米的能量密度……

ic厘米的电池。从图表中可以看出,4.35公斤的燃料足以让车辆行驶80公里,而电动汽车需要180公斤的电池才能行驶80公里。这是因为相同体积和重量的汽油所含的能量远远大于电池所含的能源。能量密度的差异决定了电动汽车的续航里程短。

目前,电池技术还没有突破,上述问题也无法解决。那么续航里程和充电时间的问题只能通过其他技术手段来解决。

无线充电实现随走随充的愿望

如果电动汽车不受充电桩和电线的束缚,这将是一个非常理想的状态,电动汽车的里程将不再受到限制。

如今,无线充电技术不再神秘,它已经在一些手机上得到了支持。无线充电的原理是发射器将电能转换为电磁波并发送到接收部分,然后在接收端将电磁波携带的能量转换为电能。

无线充电

无线充电技术也已在汽车中实践,但仍处于验证阶段,尚未在生产车辆中推广。电能发射板放置在地面上,车辆底盘上的接收器可以接收其发射的电磁波。

所以大胆想象一下,如果我们把这些充电排放板放在路上,整个道路将成为一个巨大的充电场,车辆在路上行驶时可以充电。至于电费,可以通过内置在车内的电表来计算电费,也可以像现在的家用电卡一样,用电卡来建电表。当然,这种道路的成本相对较高,因此适合大城市道路等交通密集的道路。事实上,在上一篇关于智能交通技术的文章中,我们已经提到了对道路充电的想法。

如果你去郊区一条利用率低的道路,内置电能发射器的道路利用率就会变低,这就不经济,也很难收回建设成本。然后你可以选择另一种充电方式。

目前,一种高效利用太阳能的方式正在形成,那就是太空太阳能发电站。目前,由于大气和云层的反射干扰,我们使用的地基太阳能发电站已经被削弱了很多。如果将太阳能电池板放置在大气之外,就可以避免阳光在大气中的损失。空间站产生的电能通过微波传输到地面接收站,并转换为电能。微波在大气中的损失非常小,因此太空太阳能发电的效率最高。此外,还有利用氦3在月球上发电并通过微波将其送回地球的想法。

在空间电站的概念中,一项核心技术是远距离微波功率传输。如果这种长距离微波输电技术可以用于电动汽车,太空太阳能发电站返回的微波能量可以被电动汽车直接接收和转换,那么电动汽车的里程就没有限制,只要它们可以接收地球表面的能量波来实现充电,而卫星的辐射面覆盖了整个地球表面,只有北极和南极会稍微少一些。

超级电容器可以在几分钟内充满电。

为了解决充电时间的问题,我把重点放在了超级电容器上。众所周知,电容器是一种可以快速储电的设备。电能和化学能之间没有像电池一样的转换,但具有不同电相的离子聚集在两个板上以实现电势差。电容器的特点是充放电快,不存在理论上无限的使用寿命问题。

超级电容器

超级电容器的简单理解是一个大电容器,它存储更多的能量。电池驱动的电动汽车受电池放电效率和电池寿命的影响,往往功率低,缺乏爆发力。而且,随着电池使用时间的增加,电池的储能能力逐渐减弱,电动汽车的加速能力会越来越差。使用超级电容器的电动汽车不会……

解决这个问题。根据最近关于超级电容器的报道,新型超级电容器每公斤可储存0.3千瓦时的电力,是锂电池的2.5倍。

将具有这些优势的储电设备应用于电动汽车领域将非常合适,因此自2006年以来,上海出现了超级电容器公交车。早期的超级电容公交车只有在进站时上升并被电动框架充电2分钟,才能行驶3-8公里。这种公共汽车摆脱了传统无轨电车架空输电线路的束缚。上海今年更新的新型电容器母线增加了电容器容量,可以一次运行一条线路。

由于公交车站之间的距离往往不到3公里,通过在车站设置电容器充电设备,公交车可以连续运行,即不需要柴油公交车定期加油或频繁给电池公交车充电,运营效率最大化。

电力系统的小尺寸也是超级电容器总线的优点之一。如果没有巨大的柴油发动机,公交车可以在后面增加一排座椅,振动和噪音将同时消失。三到四个超级电容器可以驱动公交车,占用的空间不到柴油发动机的一半。

目前,超级电容器存在成本高的缺点,项目缺乏投资,开发支持不如锂电池,因此进展相对缓慢。从性能角度来看,超级电容器是解决充电时间长、放电功率低问题的一种实用方法。

未来总是充满可能性的,我所说的只是其中的一些,并不全面。科技的发展离不开人类的想象力,所以网友们不妨用自己的想象力来探讨未来可能的交通技术。也许今天的想象明天就会变成现实。

第一电气网(www.d1ev.com)声明:以上消息转载自合作媒体,转载此消息是为了传播更多信息,并不意味着此消息代表第一电气网的立场或同意其观点、立场或描述。

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