● 超級電容所應(yīng)用的領(lǐng)域
在了解了超級電容的一些概況后,我們來看看目前它所應(yīng)用的領(lǐng)域。首先,任何新技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展往往會最先應(yīng)用于軍事領(lǐng)域,超級電容的研發(fā)初衷是不是亦如此,我們不甚了解,但是在復(fù)雜的戰(zhàn)場環(huán)境下,超級電容的確有著特殊的優(yōu)勢存在。前面所提到的寬溫度范圍(通常在-40℃-65℃之間)以及高功率密度的特點(diǎn),可以保證坦克、裝甲車等大馬力的軍事車輛的順利啟動(dòng),特別是在寒冷的冬季,而它高功率密度的特點(diǎn)還可作為激光武器的脈沖能源。
在民用領(lǐng)域,超級電容也發(fā)揮著巨大的作用。比如可用于照相機(jī)閃光燈的供電,其可以使閃光燈達(dá)到連續(xù)使用的性能,從而提高照相機(jī)連續(xù)拍攝的能力,同時(shí)超級電容還可以用來對相機(jī)快門進(jìn)行控制。另外,隨著電子與能源工業(yè)的發(fā)展,超級電容在短時(shí)UPS系統(tǒng)、太陽能電源系統(tǒng)等免維護(hù)系統(tǒng)上具有不可替代的作用。
由于超級電容能夠進(jìn)行高功率的充、放電,根據(jù)這一特點(diǎn),超級電容可以應(yīng)用在一些交通工具上,將列車或者大型客車的剎車能量儲存起來,在加速時(shí)提供峰值功率的輸出。由于充、放電速度很快,在車輛進(jìn)站上下人的短暫時(shí)間里,即可瞬間將超級電容充滿電,并且足夠跑到下一個(gè)站點(diǎn)。這樣就使得車輛無需背負(fù)著受電弓,而且不再需要沿途架設(shè)高壓線,這無疑降低了建設(shè)成本。
由于超級電容的能量密度相比鋰離子電池低很多,所以它很難單獨(dú)作為能量存儲設(shè)備而運(yùn)用在乘用車輛上,但是它卻可以與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)組成混合動(dòng)力系統(tǒng)。豐田在旗下的勒芒賽車上就應(yīng)用了超級電容技術(shù),由于賽車在制動(dòng)瞬間的能量非常大,通過超級電容高功率密度的特點(diǎn)可以更高效的將能量回收存儲起來,同時(shí)在賽車需要超車等瞬時(shí)大功率的情況下,超級電容同樣可以滿足這樣的要求。
在目前主流的電池技術(shù)上,鋰電池和超級電容技術(shù)可謂各有長短。鋰離子電池能量儲存密度高,超級電容的功率儲存密度高,大量的研究工作集中于提高鋰離子電池的功率密度或增加超級電容的能量儲存密度這兩個(gè)領(lǐng)域,但挑戰(zhàn)十分巨大。但是當(dāng)我們把二者結(jié)合在一起時(shí),這樣的電池就愈加完美了。
特別是在大型客車方面,由于制動(dòng)瞬間會比小型轎車有更大的能量產(chǎn)生,所以通過超級電容可以很好的吸收這部分能量,在車輛起步或急加速時(shí),通過超級電容又可以將這部分能量迅速釋放掉,而在平時(shí)小功率的能量轉(zhuǎn)換時(shí),又可以依靠鋰離子電池來完成,所以這種“混搭”的電池技術(shù)突破了現(xiàn)階段某一種類型的電池在技術(shù)上的瓶頸,堪稱完美。
全文總結(jié):
雖然超級電容有著種種的優(yōu)點(diǎn),但是其能量密度低的短板還是限制其在新能源汽車領(lǐng)域一展拳腳。根據(jù)目前的技術(shù)發(fā)展水平,超級電容與鋰離子電池的組合可謂取長補(bǔ)短,基本滿足了人們對電池的高能量密度和高功率密度的需求。個(gè)人覺得,基于電容的基本物理結(jié)構(gòu),其很難在能量密度方面有所突破,但是這并不妨礙它與內(nèi)燃機(jī)組成混合動(dòng)力系統(tǒng)以及在其它領(lǐng)域發(fā)揮著自己的優(yōu)勢與特長。(文/汽車之家 馮景毅)
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