以后你的汽車也能給手機(jī)無線充電了,馬自達(dá)最新技術(shù)揭秘
阿特茲在同級(jí)車?yán)锼愕蒙鲜莻€(gè)“技術(shù)控”了。除了那個(gè)讓人耳朵起繭的創(chuàng)馳藍(lán)天以外,它的i-stop和i-ELOOP也都算是不錯(cuò)的“發(fā)明創(chuàng)造”。有人說了,那不就是自動(dòng)啟停和制動(dòng)能量回收嗎?是,也不全是。例如i-stop的點(diǎn)火式啟動(dòng)就很有創(chuàng)意。而在這里我們真正想說的是它的i-ELOOP。它與目前主流的制動(dòng)能量回收系統(tǒng)有一個(gè)非常大的不同,在于儲(chǔ)能裝置由電池變成了電容。
電池儲(chǔ)能有啥不好的?
目前主流的能量回收系統(tǒng)工作原理大同小異。我們知道,正常情況下,發(fā)電機(jī)是跟隨發(fā)動(dòng)機(jī)一起工作的,并在發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)為整車電氣系統(tǒng)提供電能,以及為蓄電池充電。所有這些能量,均源自發(fā)動(dòng)機(jī)的正常工作,成為發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷之一,從而增加能耗。制動(dòng)能量回收系統(tǒng),是通過發(fā)電機(jī)的逆變?cè)恚鸭囕v無需動(dòng)力輸出時(shí)(例如收油滑行、制動(dòng)等時(shí)候)的剩余能量,達(dá)到節(jié)省能耗的目的。
具體到工作方式。正常行駛時(shí)發(fā)電機(jī)不再工作,即不成為發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)載。電氣系統(tǒng)由蓄電池供電。在收油滑行及踩下制動(dòng)踏板工況出現(xiàn)時(shí),發(fā)電機(jī)逆變發(fā)電,既有效利用滑行慣性,又能起到制動(dòng)效果,一舉兩得。這種剩余能量轉(zhuǎn)換成電能后存儲(chǔ)在蓄電池中,供加速時(shí)為整車提供電能使用。如此一來,理論上可以做到發(fā)動(dòng)機(jī)無需再主動(dòng)為發(fā)電機(jī)提供能量,整車電氣系統(tǒng)的能量全部來源于剩余能量的回收。不僅起到了節(jié)能的效果,而且還能在加速時(shí)減小發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷,提升動(dòng)力性。 織夢(mèng)好,好織夢(mèng)
然而,這個(gè)看上去很美的過程有兩個(gè)問題:
1、制動(dòng)能量回收,能夠產(chǎn)生的電能其實(shí)是很大的(這個(gè)通過直觀理解就不難判斷),而電池充電卻需要時(shí)間。此時(shí)瞬間產(chǎn)生的大量電能,只能有很小一部分能夠“充進(jìn)電池里”,其他仍然白白浪費(fèi)掉了。以至于雖然制動(dòng)能量遠(yuǎn)大于需要充電的能量,但仍有可能導(dǎo)致電池虧電。此時(shí)系統(tǒng)就不得不仍舊在加油狀態(tài)下啟動(dòng)發(fā)電機(jī),從而增加能耗。
2、鉛蓄電池是在頻繁充放電的過程中是會(huì)“折壽”的,因此這種能量回收系統(tǒng)會(huì)縮短蓄電池的使用時(shí)間,或者增加蓄電池的更換成本(為了延長使用時(shí)間而選用性能更好的蓄電池)。這些額外的開銷,都與節(jié)能=省錢的初衷相違背。
超級(jí)電容是個(gè)什么東西?
阿特茲的i-ELOOP對(duì)應(yīng)的儲(chǔ)能裝置不是電池,而是雙層電容。雙層電容是超級(jí)電容的一種。馬自達(dá)為何用它,為何之前車子上沒見過這玩意? dedecms.com
電容的優(yōu)點(diǎn)是什么?
首先是充電速度超快,別管多大容量,只要電流夠,一兩秒搞定沒問題。打個(gè)比方,如果手機(jī)電池換成電容,每天在充電器上插幾秒鐘就充滿,這是什么感覺?其次是耐充,幾十萬次沒問題,而且能量不衰減。幾十萬次什么概念?按照平均水平一天沖放電20次,能用50年以上!第三是放電速度極快,或者說能夠承載的功率高,這也是電池所不能比的。第四,效率高。由于是物理變化,它的能量轉(zhuǎn)換效率遠(yuǎn)非化學(xué)變化的電池可比。
看起來十分完美對(duì)嗎?但普通的電容有個(gè)致命缺點(diǎn):容量極小。這從它常用的單位微法就能看出來。1微法只有1法拉的百萬分之一。而1法拉有多少電?0、638毫安時(shí)而已。我們常見的五號(hào)充電電池多少毫安時(shí)?2500毫安時(shí)不算高的。折算一下,相當(dāng)于一個(gè)五號(hào)充電電池的電能,與40萬個(gè)一萬微法的電容相當(dāng)。這樣的電容顯然不能為車輛儲(chǔ)能。
超級(jí)電容與普通電容截然不同,它通過極化電解質(zhì)來實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能,但同時(shí)與電容一樣屬于物理變化而非電池那樣的化學(xué)變化。這個(gè)有趣的原理,使得它的特性介于電容和電池之間,或者說集合了二者的優(yōu)點(diǎn)。它在充放電速度、耐沖性和放電特性上與電容完全一樣,同時(shí)容量卻有了質(zhì)的提升。以目前研發(fā)的情況看,其比能量已能達(dá)到鉛蓄電池的水平。












