スーパーコンデンサーを使用したカーブースターはどの程度実用的でしょうか？

現在、カーブースター（コンセントに充電された後、自動車の電気システムに接続されて、自動車のバッテリーがなくなったときに自動車を始動するポータブルユニット）は、通常、バッテリー（鉛蓄電池、リチウムイオン、またはLiFePO4）を使用します。数年でブースターのバッテリーが消耗します。

ブースターのバッテリーの代わりに、より耐久性のあるスーパーキャパシターのバンクを使用することは現実的でしょうか？

私は答えが「チャンスではない」ことを期待してこの返信を開始しましたが、仕様と価格をざっと見てみると、興味深く、ある程度役立つ可能性があることを示唆していますが、これは実際には実際的ではなく、確かに費用対効果が高く、ありそうもありません。ムーアの法則の数サイクルに対してはまだ費用対効果が高い。

始動には、12vで1秒間500 Aが必要であると想定します。
多くの場合、これは高すぎます。ただし、特に非常に寒い朝には、電流が長く、長く続くことが一般的です。
想定に合わせて調整します。

$= \frac{1}{2}CV^2$
$= 0.5 \cdot 1 \cdot 144$

$12V \cdot 500A \cdot 1$

したがって、このエネルギーを12V =で供給するために必要な容量
$\frac{6000}{70} =~ 100 F$

ほとんどのスーパーキャップは、技術的な理由から2.5V〜3.3V定格です。

このような42V 100Fユニットのようなモジュールを組み立てることができ、その寸法は550 x 270 x 110 mm、重さは13 kgです。88200ジュールを保存するため、88200/6000〜=容量は上記のシングルスタートソリューションの15倍です。

3v3キャップから12Vキャップを作成するには、4個を直列に接続し、2V5 = 5個を直列に接続する必要があります。コンデンサを直列に配置すると、静電容量が数量に反比例して減少するため、3v3コンデンサでは400F、2V5コンデンサでは500Fが必要になります。

マーフィーがアクティブな場合、2V5で1000F x 12v = 5 x 200Fとするのが賢明でしょう。

この段階では、たとえばDigikeyがこの範囲のスーパーキャップを販売することに気づくと、興味深いものになります。

コストはファラッドあたり約10セントなので、200F ~~ = $ 20と4は$ 80です。1000ドルと言ってください。

スペックを見ると、まだそこにないことがわかります。
最大放電電流は指定されていませんが、内部抵抗は約10ミリオームです。これは、短絡時におそらく200A以上です。Rload = Rinternal = 10ミリオーム、つまり100 + Aで最大電力伝達のためにロードされます。
それは実際に車の始動には十分に汚れていません。エネルギーなどを抽出するための電圧垂下についてはまだ検討していません。

$\frac{V}{2}$

かなりはっきりしているが、1回の起動に適した「バッテリー」は通常は役に立たない。より大きな料金でより大きなキャップが必要です。それでも、バッテリーのエネルギー容量に近づくことはできません。

つまり、まだ実用的ではありませんが、ゆっくりとそこに向かっています。たぶん10年（ムーアの法則の約7サイクル）

470-3300 Farad x 2.5 Vセル。

漏れ：

上記の漏れは0.5C mAです。つまり、200 Fのキャップでは100 mAの漏れです。ファラッドはそれを10秒間供給し、ボルトを落とします。

$2 \cdot 200F = 400$

バッテリーは、ある点まで、充電に対する電圧の比較的平坦な曲線を持っています。コンデンサには、充電に対する電圧の線形曲線があります。

バッテリーを使用すると、幅広い充電率で電圧がニーズに合うように、ブースターバッテリーパックをセットアップできます。

コンデンサを使用する場合、使用すると電圧が急速に変化するため、これはオプションではありません。まったく使用するには、正しい電圧を供給するパワーエレクトロニクスが必要です。

また、現在、スーパーキャップの比エネルギー（重量あたりの蓄積エネルギー）は、バッテリーが提供するエネルギーよりもまだ低くなっています。これは数年以内に変わる可能性があります。

したがって、現在、スーパーキャップはエネルギーが少なく、追加のパワーエレクトロニクスが必要であり、電源としての使用は非効率的です。

非常に興味深い議論。徹底的かつ詳細な計算に感謝します。：現在の技術は、これは実用的なアプリケーションではないことを示していると思われるにもかかわらず、私は成功があったようだtinkererた http://www.youtube.com/watch?v=GPJao1xLe7w ここでは、インストール用に設計された商用製品です始動力を確保するための18輪車; この設計では、4つのトラックバッテリーの1つがウルトラキャパシタエンジンスタートモジュールと交換されていますが、独自の配線になっています。http： //www.maxwell.com/products/ultracapacitors/products/engine-start-module

おそらく、注意深い設計上の考慮事項により、これらのウルトラキャパシターアレイは状況によっては役立つ場合があります。

私の仕事の一部として、特定の開始電圧、終了電圧、負荷電力、および時間についてコンデンサバンクを比較するいくつかのツールがあります。ESR値とEOL値も考慮されます。もちろん、私のデータバンクにはすべてのウルトラキャップが存在するわけではありませんが、最も疑わしい容疑者が多数います。

それで、通常使用するバッテリーが無負荷状態で13.2Vから始まり、500Aに負荷されたときに7Vに低下するとします。自動車を始動するのに明らかに十分であるため、低電圧から電力を計算できます。ウルトラキャップから3500Wを1秒間引き出し、それでもその電圧範囲にとどまるには、私が見る最良の組み合わせは、これらのうち 2つを並列にしたものです。つまり、約$ 100のバッテリーを置き換えるために$ 3kを超えるウルトラキャップについて話していることになります。あなたは可能性があるあなたは終末期の値を使用していない場合は特に、代わりに2の1つのultracapモジュールで逃げることもできますが、あなたははるかに少ないオーバーヘッドがあるだろう、とあなたのESR損失が大幅に上がるでしょう。それでも、また、メーカー直販の数量価格設定を使用していても、まだ約1500ドルです。

したがって、それは実行可能であり、完全に正気ではありません。費用対効果が高いかどうかは、お使いのバッテリーのコストと、キャップバンクの寿命の中で交換する頻度に大きく依存します。

ウルトラキャップ自体の充電方法に関しては、問題ないと思います。1秒後の3500W負荷でのその容量の端子電圧は約10.2Vなので、キャップで失われた11.5 kJの電荷について話しています。（したがって、負荷に3.5 kJを供給し、ESRで8 kJが失われます！）数秒で壁のコンセントから充電できます。セカンドショットが必要で、近くに壁のコンセントがある場合は、問題ありません。そして、あなたはコンデンサーの電圧限界に近くはありません。つまり、あなたの充電器は、Li充電器がそうであるように、特にスマートである必要はありません。

編集：この質問に再度遭遇し、新しいツール、価格設定、および利用可能な部品に基づいて数値を再実行しました。現在、最も費用対効果の高いソリューションは、これらのうち 5つが並行しており、費用は約600ドルです。そして、それはまだ上限のEOL値を想定しています。名目上は、並列で3つだけ必要です。過去2年間で大幅な改善！それは実際にそれ自身で元が取れるかもしれません！