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车用超级电容电池热电技术崛起

发布时间:2022-05-14 06:38:02 来源:ROR体育官网app下载 作者:ror体育





  来自英国剑桥的科技产业顾问机构 IDTechEx 董事长Peter Harrop表示,有一种新型态的电力储存装置,结合了(supercapacitor)与锂离子电池的优势,并能藉由汽车引擎的热能来充电,将是未来包括工业用卡车、军用车辆等交通工具动力来源的理想选择。

  “这种超级电容电池(supercabatteries)具备电池与超级电容的特性,通常介于两者之间;该蓄电装置有以铅酸(lead-acid)电池或镍(nickel)电池为基础的版本,而市场主要关注的是采用锂离子电极以及超级电容电极的类型;”Harrop指出:“那些非对称(asymmetric)电化学双层电容器(electrochemical double layer capacitor,EDLC)也被称为锂离子电容,因为具备充放电速度较快以及其他较优异的特性,有取代车用锂离子电池与超级电容的潜力。”

  Harrop表示,超级电容电池正获得全球各家前瞻汽车制造商的青睐,包括BMW、Ford、Komatsu以及日本官方研究机构AIST。

  超级电容电池结合电池与超级电容的特性,也被称为混合式电容器(hybrid capacitor)(来源:IDTechEx)

  而Harrop也认为,可转换为能量、否则将以发热形式流失的热电(thermoelectrics),将会在未来成为应用于各种车辆以及其他领域的常见技术:“热电装置将会在2025年成为一个规模达10亿美元的独立市场,包括汽车应用在内。”

  截至目前为止,热电技术很少有成功的案例,仅有一些罕见的创新应用。例如EnOcean Alliance曾利用附着于散热器(radiator)的热电装置产生微小UHF脉冲,以执行无线大楼控制;Schneider Electric则利用热电装置为无线感测器供电,在铜电线过热时就会触发警报。

  热电材料能将废气或马达的散热转换为能量,为超级电容电池充电(来源:IDTechEx)

  不过至今热电装置进军汽车应用却都没有成功;例如BMW研究了20年,也只能实现约十分之一、也就是3%左右的热电转换率理论最大值。2014年,日本大型工程车制造商Komatsu KELK则证明,其热电转换创新技术能回收1.5KW的能量、将热电转换效率提升至7.5%左右。IDTechExj预测,热电能量采集方法将在2018年大量运用于巴士及混合动力车辆中;而各种大型车辆将首先受惠于这种技术,因为它们产生的热足够让热电技术实用化。

  IDTechEx也预测,超级电容电池到2020年将会成为所有混合动力车辆的常见配备,而搭配热电能量采集装置能进一步扩展其市场版图,催生更小型的超级电容电池。例如美军预测到2020年,将可藉由这类装置的运用减少70%的能源消耗。

  IDTechEx则预测,到2025年全球将有900万混合动力车辆使用热电技术;此外到2030年混合动力车辆的销售量将持续超越纯电动车,原因是纯电动车无法产生足够的热能,让那时候的先进热电材料利用。而在2030年,销售量将持续超越混合动力与电动车的传统汽油动力车辆,也将受惠于热电技术,为暖气、通风马达(ventilation motors)以及其他电动配件。



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