자동차 배터리와 같은 슈퍼 커패시터 [닫힘]

자동차 배터리를 교체하는 슈퍼 커패시터의 YouTube 동영상을 보았습니다. 이것이 실용적입니까? 그렇다면 왜 자동차 시장에서 제공되지 않았습니까?

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

그가 사용하고있는 타입 슈퍼 커패시터는 다음과 같은 데이터 시트를 가지고 있습니다 :

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

여기에는 8,125 줄의 저장된 에너지가 포함되어 있습니다.

그런 다음 http://www.rapidtables.com/calc/electric/Joule_to_Watt_Calculator.htm으로 이동 하여 상자에 8125를 입력하고 시작 5 초를 말하십시오 (실제로 1 초 안에 시작). 그런 다음 1,625W를 얻습니다. 1 HP = 750 Watts를 기억하므로 시작 전력이 2 HP 이상입니다. 그가 6 개를 사용하고 있다는 것을 기억하십시오. 6 x 8125 = 48,750 J. @ 16.2V.
(2 초간 시동하면 24,000 와트 (32 HP) 이상의 순간 전력이 공급됩니다) 쉽게 자동차를 시동 할 수 있습니다. 배터리 없이도.

좋은 자동차 배터리는 700 CCA입니다. @ 14V = 9800 와트 (13 HP). 큰 차이가 있습니다. (평균 스타터는 1.9 ~ 2 HP입니다)

시간이 지남에 따라 더 많은 동영상을 게시하여 소유권 주장을 강화할 것입니다.

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

결론은 충분한 패러 드가 있다면 에너지 밀도가 있다는 것입니다.

그리고 이것은 정말로 문제를 한 번에 해결합니다 ...

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

실용적이지 않습니다. 나는 사람들이 왜 이런 일을하는지 모르겠다. 유용한 것을 오용하는 것입니다. 간단히 말해서,이 비디오는 자신이하는 일을 모르고 기괴하고 감각이없는 응용을 위해 슈퍼 커패시터를 잘못 사용하는 사람들의 비디오입니다. 배터리 교체가 아닌 자동차 시장에서 제공되는 것과 마찬가지로 자동차 스테레오 교체가 아닌 자동차 시장에서 헤드 라이트가 제공됩니다. 그건 말이되지 않기 때문입니다.

슈퍼 커패시터가 존재하는 유일한 이유는 전력 밀도입니다. 그들은 끔찍한 에너지 밀도를 가지고 있으며, 그 끔찍한 에너지 밀도는 여러 번 비용이 듭니다. 배터리의 전체 요점은 벌크 에너지 저장 장치입니다. 값 싸고, 쉽게 구할 수 있고 100 년 이상 입증 된 것 대신에 슈퍼 캐패시터를 사용하여 최악의 일을하는 것은 "어리 석다"라는 표현에 사용할 수있는 가장 친절하지만 너무 약한 단어입니다.

이러한 비디오는 존재하지만 비디오가 있다고해서 좋은 생각이되지는 않습니다. 그렇지 않습니다.

무엇 이다 좋은 생각은 당연히 그들이 자동차 애플리케이션에서 사용되는 정확한 방법입니다 그들이 존재하는 이유, 슈퍼 커패시터를 사용하고 있습니다. 배터리는 에너지 밀도가 크지 만 슈퍼 커패시터 (또는 모든 커패시터)와 비교할 때 배터리는 전력 밀도에 가깝지 않습니다 . 배터리를 강제로 대량의 전력을 공급하도록 강요하는 것은 어렵고 장기 수명을 단축 시키며 배터리를 빨리 소모할수록 겉보기 에너지 용량은 낮아집니다. 배터리는 10 시간 속도 대 1 시간 속도로 방전되면 훨씬 오래 지속됩니다. 즉, 1 시간 대 10 시간 내에 방전되는 속도로 말입니다. 더 높은 전력은 더 높은 방전 속도를 의미합니다.

이 전력 밀도 약점은 양방향입니다. 배터리는 급격한 에너지 급상승을 제공하는 데 좋지 않으며, 배터리를 수용하기도 어렵습니다. 그들은 좋고 꾸준한 것을 좋아합니다. 바로 슈퍼 커패시터가 등장하는 곳입니다. 에너지 밀도는 끔찍하지만 전력 밀도는 높습니다. 99 %의 시간에서 자동차 응용 분야에서 요구되는 큰 전력 스파이크도 짧습니다. 제동, 가속 버스트, 스타터 모터의 돌입 전류 등과 같은 것들입니다. 슈퍼 커패시터를 사용하는 합리적이고 의도 된 유일한 방법 은 배터리 외에 배터리를 대체하는 것입니다.그들은 서로를 완벽하게 보완합니다. 배터리는 많은 양의 에너지를 저장하는 반면 커패시터는 필요할 때 높은 전력으로 배터리를 공급합니다. 그것들은 재생 에너지를 차단함으로써 거의 모든 에너지를 다시 포착하는 것과 같은 것을 허용합니다. 왜냐하면 모든 에너지는 단순히 그것들에 바로 버려 질 수 있고 챔피언처럼 처리 할 수 ​​있기 때문입니다. 그런 다음 배터리가 처리 할 수있는 속도로 배터리에 다시 충전 될 수 있습니다.

슈퍼 커패시터는 배터리가 전력 요구를 완화하기 때문에 극한의 배터리를 극한의 저온에서도 자동차를 시동시킬 수 있습니다. 그러나 그 약한 배터리는 계속 작동하지만 여전히 느리지 만 확실히 커패시터를 재충전하고 비디오 제조업체의 자동차가 물 속에서 죽은 후에도 충전 상태를 유지하십시오.

간단히 말해서, 그들은 자동차 산업에 사용되며, 그 비디오의 사람들은 단순히 슈퍼 커패시터를 오해함으로써 많은 중요한 방법으로 자동차를 열등하게 만들기 위해 돈을 쓰고 있습니다. 배터리는 많은 양의 에너지를 저장하고 커패시터는 저장하지 않기 때문에 배터리를 대체하지 않습니다. 그러나 함께 사용하면 매우 잘 어울리고 다른 약한 영역에서 여유를 줍습니다.

이 비교는 킬로-킬로입니다.

슈퍼 커패시터의 단점

• 배터리보다 에너지 밀도가 낮습니다.
• 더 높은 자체 방전 속도. 시간이 지남에 따라 요금이 손실됩니다.

슈퍼 커패시터의 장점

• 배터리보다 더 빠르게 충전 할 수 있습니다.
• 배터리보다 더 많은 전류를 출력 할 수 있습니다.

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슈퍼 커패시터는 전원 보다 배터리보다 낫지 만 에너지 를 저장하는 배터리보다 더 나쁘다 . 자동차에서 슈퍼 커패시터는 때로는 KERS (Kinetic Energy Recovery System)에서 발견되며, 자동차가 느려질 때 많은 양의 전력을 흡수하고이 전력을 몇 초 후에 모터에 다시 공급합니다. 그러나 슈퍼 커패시터는 현재 기술 상태에서 가스 탱크를 대체 할 수는 없습니다.

먼저, 당신이 말하는 비디오에 대한 링크를 게시하여 우리가 직접 볼 수 있고, 당신이 말하는 것을 정확히 추측 할 필요가 없다면 좋을 것입니다.

둘째, 대답은 '아니요'입니다. 현재의 최신 기술로는 원격으로는 불가능합니다. "에너지 밀도"에 대한 간단한 Google 검색으로 시작하면 오래된 Wikipedia가 있습니다. 이를 보면 휘발유의 경우 약 44MJ / kg, 수퍼 커패시터의 경우 약 .04MJ / kg의 특정 에너지를 찾을 수 있습니다. 이는 동일한 중량의 휘발유가 슈퍼 캡보다 1000 배 많은 에너지를 제공 할 것임을 시사합니다. 내연 기관에서 휘발유를 연소시켜야하고 실제 IC 엔진은 약 30 % 효율이기 때문에 이는 약 3 배로 오해의 소지가 있습니다. 그럼에도 불구하고, 이것은 250 내지 300의 가솔린을 하나의 이점으로 제공한다. 달리 말하면, 25 갤런 가스 탱크와 동일한 중량의 슈퍼 캡을 가진 전기 자동차는 약 1 파인트 탱크와 같습니다.

아니, 실용적이지 않습니다. 예를 들어 회생 제동으로 회수되는 에너지를위한 임시 저장 버퍼로 사용할 수 있지만 원격으로는 충분하지 않습니다.

편집-비디오 및 데이터 시트에 대한 링크를 통해 더 완벽하게 응답 할 수 있습니다.

먼저, 전기 자동차에 대한 토론에 제 답변이 더 적합하다는 점을 인정하겠습니다. 따라서 스타터 및 기타 문제에 집중하는 데 더 나은 노력을 기울일 것입니다.

이 비디오는 깔끔한 아이디어 인 것을 발견했지만 열정의 첫 번째 플러시를 극복하지 못한 사람의 상당히 고전적인 예입니다. 방법. 이것은 태양 충전에 대한 그의 의견에서 가장 분명합니다. 몇 가지 숫자를 실행 해 봅시다. 편리한 전제로 시작하십시오 : 완전히 충전 된 슈퍼 캡 어레이는 15 볼트로 충전되고 7.5 볼트에서 방전이 중지됩니다. 충전 된 슈퍼 캡에 8kJ 에너지를 사용하면 절반 전압에서 전달 된 에너지는 3/4 또는 6kJ입니다. 6 개의 수퍼캡으로 총 전달 에너지는 약 36kJ입니다. 13 와트 태양 전지판으로 슈퍼 캡을 재충전하려면 분명히 필요합니다.

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

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

스타터 모터가 실제로 600 암페어를 소비하지 않기 때문에 이것은 전적으로 요점은 아닙니다. 대신 100 암페어가 더 합리적인 수입니다. 이러한 상황에서 슈퍼 캡은 초당 약 1/4 볼트가 손실됩니다. 이것이 문제입니까? OP의 현재 편집 내용은 스타터가 약 1 초 동안 전원을 공급하면된다는 것을 나타냅니다. 이것은 포스터가 따뜻한 기후에 살고 쉽게 시작되지 않는 구형 차량을 운전하지 않는다는 것을 나타냅니다. 그런 사람들에게는 슈퍼 캡이 잘 될 것입니다. 다른 사람들에게는 그렇게 많지 않습니다.

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

자동차 배터리 (기존의 가솔린 ​​/ 디젤 자동차에서는 하이브리드 및 전기 자동차를 무시할 것임)는 자동차를 시동하고 엔진이 꺼질 때 사용되는 다양한 부하에 전력을 공급하는 데 사용됩니다.

커패시터는 배터리보다 더 효과적인 충전 / 방전을하는 경향이 있으며 많은 사이클로 마모되는 실제 문제는 없지만 에너지 밀도는 훨씬 낮습니다. 따라서 작은 슈퍼 캡 뱅크는 자동차가 성공적으로 시동을 걸 수 있지만 (동영상이 보여 주듯이) 엔진이 정지 된 상태에서 상당한 부하가 걸리면 빠르게 배출됩니다. 질문에 링크 된 비디오에서 헤드 라이트를 켤 때 전압이 빠르게 떨어지는 것을 볼 수 있습니다.

밤에 길가 수리를해야한다면 그것은 주요 PITA가 될 것입니다.

커패시터는 빠르게 충전되지만 빠르게 방전됩니다. 따라서 배터리를 사용하는 이유는 무엇입니까? 배터리는 더 오래 충전됩니다. 따라서 실수로 헤드 라이트를 5 분 동안 그대로두면 자동차가 시동됩니다. 커패시터도 더 비싸다. 내가 볼 수있는 유일한 이점은 커패시터가 더 많은 충전 사이클을 가질수록 수명이 길다는 것입니다. 커패시터를 교체하지 않아도됩니다. 그러나 간단히 말해서 배터리가 더 효율적이고 안정적이며 훨씬 저렴합니다. 5 년마다 교체해야 할 수도 있지만 신뢰성을 지불하는 데는 비용이 적게 듭니다. 배터리가 얼마나 저렴한지를 고려할 때, 그것은 더 똑똑하지 않습니다. 아마도 비싼 비상 부스트에 좋습니다. 그러나 배터리도 마찬가지입니다. 배터리는 무겁지만 ...