車のバッテリーとしてのスーパーキャパシタ[閉鎖]

スーパーキャパシターが車のバッテリーに取って代わるYouTubeビデオを見ました。これは実用的ですか？もしそうなら、なぜ彼らは自動車市場で提供されていないのですか？

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

彼が使用しているタイプのスーパーキャパシタには、次のデータシートがあります。

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

8,125ジュールの蓄積エネルギーが含まれていることに注意してください。

次に、http： //www.rapidtables.com/calc/electric/Joule_to_Watt_Calculator.htmに移動して、ボックスに8125を入力し、5秒の開始としましょう（実際には1秒で開始します）。その後、1,625ワットを取得します。1 HP = 750ワットであるため、2 HPを超える始動電力があります。彼がそれらの6つを使用していることを思い出してください。6 x 8125 = 48,750 J. @ 16.2V。
（2秒間、24,000ワット（32 HP）の瞬時電力で起動します）車を起動するのに十分簡単です。バッテリーなしでも。

良い車のバッテリーには700 CCAがあります。@ 14V = 9800ワット（13 HP）。かなり違います。（平均スターターは1.9から2 HPです）

ここで、時間が経つにつれて、私は私の主張を強化するために、より多くのビデオを投稿します：

https://www.youtube.com/watch?v=EoWMF3VkI6U

http://www.extremetech.com/computing/183839-new-supercapacitor-technology-could-store-conduct-power-on-the-same-copper-wires

http://scitechdaily.com/graphene-based-supercapacitors-may-significantly-boost-power-electric-vehicles/

http://phys.org/news/2015-09-micro-supercapacitor-unmatched-energy-storage.html

https://www.tecategroup.com/ultracapacitors-supercapacitors/industry_news.php

http://www.skeletontech.com/news/skeleton-technologies-launches-markets-highest-energy-density-ultracapacitor/

https://www.youtube.com/watch?v=ZgozrScGN8U

要するに、十分なファラッドがあれば、エネルギー密度があります。

そして、これは本当に問題を解決します...

https://www.youtube.com/watch?v=JAT_8H23iGI

実用的ではありません。なぜ人々がこれを行うのかはわかりませんが、何のメリットもありません。有用な何かの誤用に相当します。簡単に言えば、これらのビデオは、自分が何をしているか分からず、不適当で実用的でもない奇妙で無意味なアプリケーションのためにスーパーキャパシタを誤用している人々によるものです。また、バッテリー交換品としてではなく、自動車市場で提供されています。これは、自動車市場でヘッドライトが提供されているのと同じ理由で、カーステレオの代替品としてではありません。それは意味をなさないからです。

スーパーキャパシタが存在する唯一の理由は、電力密度です。それらにはひどいエネルギー密度があり、そのひどいエネルギー密度は何倍ものコストがかかります。バッテリーの重要なポイントは、大容量のエネルギー貯蔵です。スーパーキャパシタを使用して、安価で容易に入手でき、100年以上にわたって実証されているものの代わりに、最悪のことを行うことは...私がそれを説明するのに使用できる最も親切であまりにも弱い言葉は「愚か」です。

それらのビデオは存在しますが、そのビデオがあるからといって、それは良いアイデアではありません。そうではありません。

何で良いアイデアは、当然、彼らは自動車用アプリケーションで使用されている正確な方法である、それらが存在する理由でスーパーキャパシタを使用しています。バッテリーは大きなエネルギー密度を持っていますが、スーパーキャパシター（または任意のコンデンサー）と比較して、バッテリーの電力密度は近くさえありません。それ以上に、バッテリーに大量の電力を供給させることは困難であり、長期寿命を縮めます。また、バッテリーの消耗が早くなるほど、見かけのエネルギー容量が低下します。バッテリーは、1時間のレートに対して10時間のレートで消耗した場合、はるかに長く持続します。つまり、わずか1時間に対して10時間で放電する速度です。より高い電力はより高い放電率を意味します。

この電力密度の弱さには双方向性があります。バッテリーは大量のエネルギーを供給するのが得意ではなく、受け入れるのが得意ではありません。彼らは素敵で安定したものが好きです。そこでスーパーキャパシタが登場します。それらはひどいエネルギー密度ですが、大きな電力密度を持っています。99％の時間、自動車アプリケーションで要求される大きな電力スパイクも短時間です-ブレーキング、加速バースト、スターターモーターの突入電流など。スーパーキャパシタを使用する唯一の合理的な（そして意図した）方法は、バッテリーに追加することであり、バッテリーを交換することはありません。それらは互いに完全に補完します。バッテリーは大量のエネルギーを蓄え、コンデンサーは必要なときに高電力でそれを供給します。それらは、再生破壊からほぼすべてのエネルギーを取り戻すようなものを許可します。なぜなら、そのエネルギーはすべて、それらの中に簡単に捨てられ、チャンピオンのように扱うからです。その後、バッテリーが処理できる制御された速度で、サイフォンでバッテリーに戻すことができます。

バッテリーは電力需要から解放されるため、スーパーキャパシターは極寒の極度に弱いバッテリーでも車を始動させることができます。しかし、その弱いバッテリーは動作し続け、それでもゆっくりと、しかし確実にコンデンサーを再充電し、それらのビデオメーカーの車が水没した後もずっと充電されたままになります。

長い話を簡単に言えば、それらは自動車産業で使用されており、これらのビデオの人々は単にスーパーキャパシタを有害な方法で誤用することにより、多くの重要な方法で自動車を劣らせるためにお金を費やしています。バッテリーは大量のエネルギーを蓄積するため、バッテリーの代替品ではありませんが、コンデンサーはそうではありません。タンデムで使用されますが、それらは非常によくマッチし、他の弱いエリアのスラックを拾います。

この比較はキロ単位です。

スーパーキャパシターの短所

• バッテリーよりも低いエネルギー密度。
• より高い自己放電率。時間の経過とともに充電が失われます。

スーパーキャパシターの利点

• バッテリーよりも早く充電できます。
• バッテリーよりも多くの電流を出力できます。

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スーパーキャパシタは、源としての電池よりも優れているパワーが、彼らは、記憶の電池よりも悪化していますエネルギーを。車では、スーパーキャパシタがKERS（運動エネルギー回収システム）に時々見られ、車が減速するときに大量の電力を吸収しますが、この電力は数秒後にモーターに戻されます。しかし、現在の技術では、スーパーキャパシタはガスタンクの実用的な代替品として機能することはできません。

まず、あなたが話しているビデオへのリンクを投稿して、それを自分で見ることができ、あなたが話していることを正確に推測する必要がないようにするとよいでしょう。

第二に、答えはノーです。現在の最新技術では、リモートからは不可能です。「エネルギー密度」で簡単なGoogle検索を開始すると、古き良きウィキペディアが見つかります。これを見ると、ガソリンの場合は約44 MJ / kg、スーパーキャパシタの場合は約.04 MJ / kgの比エネルギーが見つかります。これは、同じ重量のガソリンがスーパーキャップの1000倍のエネルギーを供給することを示唆しています。ガソリンは内燃機関で燃焼する必要があり、実用的なICエンジンは約30％の効率しかないため、これは約3倍の誤解を招きます。それにもかかわらず、これはガソリンに約250または300の利点を与えます。別の言い方をすれば、25ガロンのガスタンクと同じ重量のスーパーキャップを搭載した電気自動車は、約1パイントタンクに相当します。

いいえ、実用的ではありません。たとえば、回生ブレーキによって回収されたエネルギーの一時的な保存バッファとして使用できますが、それだけでは十分ではありません。

編集-ビデオとデータシートへのリンクを使用して、より完全に対応できます。

最初に、私の回答が電気自動車の議論に適していることを認めるので、スターターやその他の問題に焦点を当てるより良い仕事をしようとします。

ビデオは、きちんとしたアイデアのように見えるものを発見したが、熱意の最初のフラッシュを取得していない人のかなり古典的な例であり、私はスターターの問題から脱却することから始めます。道。これは、ソーラー充電に関する彼のコメントで最も明白です。いくつかの数字を実行してみましょう。便利な仮定を立てることから始めます。完全に充電されたスーパーキャップアレイは15ボルトに充電され、放電は7.5ボルトで停止します。充電されたスーパーキャップのエネルギーが8 kJの場合、半分の電圧で供給されるエネルギーは3/4、つまり6 kJです。6つのスーパーキャップを使用すると、供給される総エネルギーは約36 kJです。13ワットのソーラーパネルでスーパーキャップを充電するには、明らかに必要です。

$$t = \frac{36000}{13} =2769\text{ seconds} = 46\text{ minutes}$$

$$C =\frac{2600}{6} = 433\text{ F}$$ $$\frac{dV}{dt} = \frac {i}{C} = \frac{600}{433} = 1.4 \text{ volt/sec}$$

これは、スターターモーターが実際に600アンペアを消費しないため、完全にポイントではありません。代わりに、100アンペアがより合理的な数です。このような状況では、スーパーキャップは毎秒約1/4ボルトを失います。これは問題ですか？OPの現在の編集は、スターターが約1秒間だけ電力を供給する必要があることを示唆していることに注意してください。これは、ポスターが温暖な気候に住んでおり、簡単に始動できない古い車両を運転しないことを示唆しています。そのような人々にとって、スーパーキャップはうまくいくでしょう。他の人にとっては、それほどではありません。

$$S.E. = 35\text{ W-hr/kg}\times{66} \text{ kg}= 2310\text{ W-hr} = 8.3\text{ MJ}$$

車のバッテリー（従来のガソリン/ディーゼル車では、ここではハイブリッド車と電気自動車を無視します）を使用して車を始動し、エンジンがオフのときに使用されるさまざまな負荷に電力を供給します。

コンデンサは、バッテリーよりも効率的な充電/放電を行う傾向があり、多くのサイクルで摩耗するという本当の問題はありませんが、エネルギー密度は非常に低くなります。そのため、小さなスーパーキャップバンクは（これらのビデオが示すように）車を正常に始動させることができますが、エンジンを停止した状態でかなりの負荷をオンにした場合にも、急速に放電します。質問にリンクされているビデオでは、ヘッドライトをオンにすると、電圧が急速に低下することがわかります。

夜に道端で修理をしなければならない場合、それは主要なPITAになります。

コンデンサは急速に充電されますが、同様に急速に放電します。したがって、なぜバッテリーを使用するのか。バッテリーの充電時間は長くなります。したがって、誤って5分間ヘッドライトを点灯したままにすると、車が始動します。コンデンサも同様にコストがかかります。私が見ることができる唯一の利点は、コンデンサの充電サイクルが多いほど、平均寿命が長くなることです。コンデンサを交換する必要はありません。しかし、簡単に言えば、バッテリーはより効率的で信頼性が高く、はるかに安価です。5年ごとに交換する必要があるかもしれませんが、信頼性の代価としては少額です。バッテリーがどれほど安いかを考えると、それは簡単なことではありません。おそらく高価な緊急ブーストに適しています。しかし、バッテリーも同様です。バッテリーは重いけど...だから...