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Supercondensadores como baterías de coche

He visto videos en YouTube de los supercondensadores sustitución de las baterías de coche. Es esta práctica? Y si es así, ¿por qué no se ha ofrecido en el mercado automotriz?

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

el tipo de supercondensadores que está utilizando tiene la siguiente hoja de datos:

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

Tenga en cuenta que contiene 8,125 Julios de Energía Almacenada.

Entonces, si usted va a http://www.rapidtables.com/calc/electric/Joule_to_Watt_Calculator.htm y entrar 8125 en el cuadro y digamos que 5 segundos de partida (dhs se inicia en 1 segundo, en realidad). Usted, a continuación, obtener 1,625 Vatios. Recuerde que 1 HP = 750 Vatios , por lo que tiene poco más de 2 HP de potencia de arranque. Recuerde que es el uso de seis de ellos. 6 x 8125= 48,750 J. @ 16.2 V.
(de 2 seg. de inicio es de más de 24.000 Vatios(32 HP) de potencia instantánea) Más que suficiente para arrancar el coche. Sin una batería.

Una buena batería de coche tendría 700 CCA. @ 14V = 9800 Vatios(13 HP). Una gran diferencia.

62voto

Bill Pratt Puntos 41

No es práctico. No sé por qué la gente hace esto, no hay beneficio en absoluto. Esto equivale a un mal uso de algo útil. Simplemente, los vídeos son para personas que no saben lo que están haciendo y están haciendo mal uso de supercondensadores una extraña y sin sentido de la aplicación no son ni muy adecuado para ni siquiera práctico. Y son ofrecidos en el mercado automotriz, no sólo como la batería de sustitución, por la misma razón, los faros son ofrecidos en el mercado automotriz, no sólo como equipo estéreo del coche reemplazos. Debido a que no tendría ningún sentido.

La única razón por la que supercondensadores existe es la densidad de potencia. Tienen terribles densidad de energía, y que terrible densidad de energía viene en muchas, muchas veces el costo. Todo el punto de la batería es mayor de almacenamiento de energía. El uso de supercondensadores para hacer la cosa son los peores en lugar de algo que es barato, fácilmente disponible, y comprobado por más de 100 años es... el más amable, pero demasiado débil palabra que puedo usar para describir que es "tonta".

Los videos que existen, pero sólo porque hay un video de ella no significa que sea una buena idea. No, no.

Lo que es una buena idea es el uso de supercondensadores de la razón de que existan, que como era de esperar es exactamente la forma en que están siendo utilizados en aplicaciones de automoción. Las baterías tienen una gran energía de la densidad, pero en comparación con los supercondensadores (o condensador), las pilas no vienen cerca en el poder de la densidad. Más allá de eso, lo que obligó a la batería para proporcionar una alta cantidad de energía es duro en ello y reducirá su tiempo de vida a largo plazo, y el más rápido drenaje de la batería, el bajo su aparente capacidad de energía será. Una batería durará mucho más tiempo si drenado en un 10 horas frente a una tasa de 1 hora. Significado, a una tasa que se descarga en 10 horas y 1 hora. Mayor poder significa una mayor velocidad de descarga.

Esta densidad de potencia debilidad es bidireccional: las pilas están mal en la entrega de enormes picos de energía, y la mala en la aceptación de ellos. Les gustan las cosas bonitas y constante. Que es donde los súper condensadores vienen en. Tienen terribles densidad de energía, pero la gran densidad de potencia. El 99% del tiempo, los grandes picos de energía demandada en aplicaciones de automoción también breve - cosas como el frenado, una ráfaga de aceleración, la corriente de arranque del motor de arranque, ese tipo de cosas. La única razonable (y la intención) utilizar un supercapacitor es además de una batería, nunca en sustitución de una batería. Ellos se complementan a la perfección. Una batería de ofertas con el almacenamiento de toneladas de energía, mientras que los condensadores se lo entregamos en la alta energía cuando sea necesario. Permiten cosas como la captura de casi la totalidad de la energía regenerativa de romper, porque todos los que la energía puede ser simplemente objeto de dumping a la derecha en ellos y que va a manejar como los campeones del mundo. A continuación, se puede cosechar de nuevo en la batería a una velocidad controlada que la batería puede tratar.

Supercondensadores puede que incluso extremadamente débil de la batería en condiciones de frío extremo arrancar el coche, debido a que la batería se alivia de las demandas de energía eléctrica. Pero que la debilidad de la batería va a seguir trabajando y aún así, lenta pero seguramente, la recarga de los condensadores y permanecer cargada de largo después de que los creadores de vídeos de' los autos van a ser muertos en el agua.

Larga historia corta, que se utilizan en la industria de la automoción, y la gente en esos videos son simplemente gastar dinero para hacer sus coches inferior en muchos aspectos por el mal uso de supercondensadores de una manera que sólo es perjudicial. Ellos no son sustitutos de las baterías debido a que las baterías almacenan toneladas de energía, los condensadores no. Se utiliza en conjunto, sin embargo, son un muy buen partido y tomar el relevo en las áreas que el otro es débil.

7voto

Nick Alexeev Puntos 20994

Esta comparación se kilo por kilo.

Desventajas de supercondensadores

  • Menor densidad de energía de las baterías.
  • El aumento de auto-tasas de descarga. Pierde el cargo a lo largo del tiempo.

Ventajas de supercondensadores

  • Puede recibir más rápidamente la carga de las baterías.
  • Puede la salida más actual de las baterías.

Supercondensadores son mejores que las baterías como fuente de energía, pero ellos son peores que las baterías de almacenamiento de energía. En los coches, los supercondensadores se encuentran a veces en el KERS (Kinetic Energy Recovery System), donde se absorben una gran cantidad de energía como el coche frena, sólo para lanzar esta energía a los motores segundos más tarde. Pero supercondensadores no puede servir como un reemplazo práctico para un tanque de gas en el estado actual de la tecnología.

3voto

WhatRoughBeast Puntos 20870

En primer lugar, sería agradable si usted podría enviar un enlace al vídeo que estás hablando, así que podemos observar en nosotros mismos, y no tener que adivinar exactamente lo que estás hablando.

Segundo, la respuesta es no. No es remotamente posible que con el estado actual de la técnica. Comience con una simple búsqueda en Google de "densidad de energía", y se encuentra a la buena vieja Wikipedia. Mirando esto usted encontrará una energía específica de alrededor de 44 MJ/kg para la gasolina, y sobre .04 MJ/kg para supercondensadores. Esto sugiere que el mismo peso de la gasolina proporcionará 1000 veces más energía que supercaps. Esto es engañoso por sobre un factor de 3, ya que la gasolina debe ser quemado en un motor de combustión interna, y prácticas de IC motores son sólo un 30% de eficiencia. Sin embargo, esto le da a la gasolina unos 250 o 300 para una ventaja. Para decirlo de otra manera, un coche eléctrico con el mismo peso de supercaps como un 25 galones tanque de gas sería el equivalente de alrededor de un 1 litro tanque.

Así que no, no es práctico. Se puede utilizar, por ejemplo, como un almacenamiento temporal de búfer para la energía recuperada por el frenado regenerativo, pero eso no es remotamente suficiente.

EDITAR - con vínculos Con el video y la hoja de datos, me puede responder más plenamente.

En primer lugar, voy a conceder que mi respuesta era el más adecuado para una discusión de los coches eléctricos, así que voy a intentar hacer un mejor trabajo de centrarse en el motor de arranque y otros temas.

El video es bastante clásico ejemplo de un hombre que ha descubierto lo que parece ser una buena idea, pero que no ha conseguido que más de la primera oleada de entusiasmo, y voy a empezar por apartarse de arranque problemas, solo para obtener esta fuera del camino. Esto es más evidente en sus comentarios sobre la carga solar. Veamos algunos números. Comience por hacer una conveniente hipótesis: Una que esté completamente cargada supercap matriz será cargado a 15 voltios, y la descarga se detiene en 7.5 voltios. Con 8 kJ de energía para una carga supercap, el suministro de energía en media tensión es de 3/4, o 6 kJ. Con 6 supercaps, el total de energía entregada es de alrededor de 36 kJ. Para la recarga de los supercaps, con un 13 vatios panel solar requiere obviamente $$ t = \frac{36000}{13} =2769\text{ seconds} = 46\text{ minutes} $$, que no es exactamente "unos minutos". De hecho, en un nominal de 6 horas de tiempo de carga por día, un sistema solar puede soportar alrededor de 16 ciclos de carga. Dado lo que se logró en el video, esto sugiere una muy pequeña cantidad de trabajo útil que se puede lograr. Pero que estaba implícita en la 13 vatios de paneles solares, por lo que no debería ser ninguna sorpresa.

Ahora, en la partida. Considere la posibilidad de un supercap matriz de 6 cápsulas, cada uno con 2600 F. capacitancia Eficaz será de alrededor de $$C =\frac{2600}{6} = 433\text{ F} $$ Also note that the data sheet lists maximum current as 600 amps. So, at start, the supercaps can put out less than a 700 CCA battery can put out after 30 seconds. Worse, assuming constant current (which isn't entirely reasonable, but it simplifies the arithmetic) the voltage across the supercap will drop by $$\frac{dV}{dt} = \frac {i}{C} = \frac{600}{433} = 1.4 \text{ volt/sec} $$ y, por ejemplo, el supercap tensión ha descendido de 7 voltios, o casi el 50%, después de sólo 5 segundos. Desde CCA se define como la corriente que puede ser apoyado por 30 segundos en una celda de voltaje de 1.2 voltios (7,2 voltios para una batería de 12 voltios), un supercap se ejecutará de vapor después de sólo 5 o 6 segundos, en comparación con un regular de la batería de 30.

Esto no es del todo el punto, ya que los motores de arranque, en realidad no se dibujar 600 amperes. En su lugar, 100 amperes es más una cantidad razonable. Bajo estas circunstancias, el supercaps, se pierden alrededor de 1/4 de voltios por segundo. Esto es un problema? Tomo nota de que la actual edición de la OP sugiere que un motor de arranque sólo se necesita proporcionar energía durante aproximadamente 1 segundo. Esto sugiere que el cartel vive en un clima cálido y nunca las unidades de vehículos antiguos que no empiece con facilidad. Para tales folk, un supercap va a hacer muy bien. Para otros, no tanto.

Hay otros factores también. ¿Cuánto tiempo puede una batería convencional proporcionan menos-de-potencia de arranque en comparación con un supercap? Un utilizable número para el supercap ya ha sido establecido: 36 kJ. ¿Qué acerca de la batería de plomo-ácido? Tenga en cuenta que el video pesaba una batería y se acercó con 30 libras (66 kg). El supercap hoja de datos vinculados da un supercap densidad de energía (energía específica) de 1 a 10 W-hr/kg, y la batería de la densidad de energía de 10 - 100 W-hr/kg. Los supercaps demostrado tener una energía específica de 4.3, así que vamos a asumir una energía específica de 40 para la batería de un coche. De hecho, la Wikipedia dice de 33 a 43, así que vamos a ir con 35. A continuación, una nueva batería de ácido de plomo del tamaño de la muestra en el vídeo contiene acerca de la $$S.E. = 35\text{ W-hr/kg}\times{66} \text{ kg}= 2310\text{ W-hr} = 8.3\text{ MJ} $$ a Diferencia de un supercap, una batería que tiene una relación no lineal de voltaje vs disponibles curva de energía, con una larga meseta seguido por una caída significativa en el voltaje de la batería alcanza la descarga. Como un número conveniente de, digamos que el 90% de la energía disponible se encuentra para una tensión superior a 50% de su valor nominal. Esto es en realidad conservador. Esto le da una energía utilizable de alrededor de 7.5 MJ que es de 208 veces mayor.

0voto

Peter Green Puntos 1888

La batería de un coche (en un tradicional gasolina/diesel coche, me voy a hacer caso omiso de los híbridos y coches eléctricos aquí) se utiliza para arrancar el coche y también para proporcionar la energía para distintos tipos de carga que se utiliza cuando el motor está apagado.

Condensadores tienden a tener más effieicnt de carga/descarga de las baterías y no hay problemas reales de llevar a cabo con un montón de ciclos, pero tienen una menor densidad de energía. Así, un pequeño supercap banco puede iniciar con éxito un carro (como los videos demuestran), pero también se descarga muy rápido si usted tiene cualquier cargas importantes encendido con el motor parado. En el vídeo enlazado en la pregunta que usted vea el voltaje cayendo rápidamente cuando él se encienden las luces delanteras.

Que va a ser una de las principales PITA si usted tiene que hacer reparaciones en carretera por la noche.

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