在新能源汽車中,超級電容能否替代動力電池?
2019-10-29 19:18:16閱讀量:931
首先說明電容與電池的工作原理是相同的,在充電時是利用電流產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng),完成將能反應(yīng)發(fā)電的鋰離子在正負極建的“大搬運”,“搬運”后作為化學(xué)能貯存;而在放電時則是激活化學(xué)反應(yīng)動過鋰離子的運動產(chǎn)生電流,并且直流電供給給電動機產(chǎn)生電磁場實現(xiàn)驅(qū)動,充放電的狀態(tài)參考下圖。


電容與電池的工作原理相同不過特點有很大差異,第一差異是電容只能儲存極少量的電量,而電池能儲存大量的化學(xué)能。其次則電容的主要作用并不是儲能,而是耦合與濾波退耦等;電池供給的直流電存在脈動和信號干擾,使用電容可以濾除波動和干擾。再次電容的作用主要是高倍率快速充放電,在汽車上一般用作燃油車起動機、BSG發(fā)電啟動一體機、電動或混動汽車充電模塊等位置。
而動力電池(鋰電池)則是普通的化學(xué)電源,特點為充放電倍率都比較比較低,最理想的狀態(tài)是緩慢的充電和低倍率放電,以保證鋰電池中的活性物質(zhì)以及電解液出現(xiàn)較大程度損耗。這就是電池與電容的區(qū)別,想要讓電容實現(xiàn)足夠大的儲能雖然也可以實現(xiàn),但問題是如此設(shè)計就讓電容成為超級電池而不是超級電容了;因為電動汽車充電使用220V電是交流電,在充電時仍然需要電容去濾波,那么電容在電動和混動汽車中還是會存在,與這種普通電容做出區(qū)別的話,能高倍率充放電的大容量電容不是電池又是什么呢?
所以電池和電容是兩個概念的儲能單元,電容過渡升級則失去其意義所在,且以技術(shù)手段升級電容或電池是相通的,所以升級電池也可以理解為在制造超級電容。純粹的超級電容目前只有一個需求:動能回收。
汽車在制動過程中可利用電子轉(zhuǎn)子與磁場的反向作用實現(xiàn)發(fā)電,但由于動力電池不能以過高的倍率充電,結(jié)果導(dǎo)致了大量的動能回收電量被浪費掉了。那么如果在動能回收系統(tǒng)與電池之間加上超級電容,則動能回收的電力可以大量的儲存以減少浪費,這些電量在收集貯存后用以驅(qū)動車輛行駛則能更有效地降低電耗提升續(xù)航。
目前電動汽車唯一需要超級電容的系統(tǒng)應(yīng)該只有動能回收了,最終實現(xiàn)超長續(xù)航甚至無限續(xù)航絕不會只依靠汽車本身,而是無線充電或類似于無軌電車搭線充電的方式,實現(xiàn)有多長的路車輛就能跑多遠。新能源汽車的升級方向不應(yīng)僅局限于動力電池,硬件配套的建設(shè)似乎更加重要。
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