目前全电动车充电少说需要 20~30 分钟,显然是个不短的时间,若没电总不能一直停在路边充电。因此在大规模采用全电动车之前,油电混合车还是电动车市场的主流,在传统汽车中新添蓄电池及电动机两种动力来源,而随着技术的更迭,现在也有研究员认为若以超级电容取代现有电池,或许可进一步加速混合动力与电动车的发展。
油电混合车可说是传统燃油车迈向全电动车的重要进展,拥有传统燃油内燃机与电池电动马达两种驱动系统,电池可直接推动车辆,同时回收剩余的动能为电池充电;传统内燃机能则可直接产生机械动力推动车辆,或是当成发电机推动电动机或为电池充电。在长距离下就不用补充燃油,能以电动车模式行驶,油耗量与碳排放量不仅都比传统的汽车还要少,也有助于城市达成节能减碳目标。
其中电池储能技术在电动车与油电混合车中居关键地位,对此美国奥克拉荷马基督大学研究员 Surya Sita krishnam raju Alluru 提出一项解决方案,认为技术与发展日益成熟的超级电容可为电动车带来新的未来。
超级电容具有高效储能特性,是介于传统电容与电池之间的双电层电容,与锂电池相比不需将电能转成化学能,可直接以物理方式储存电能,具有高功率密度、寿命长、充放电效率高、高电压、耐高温等优点,有望为提供车辆瞬间功率输出与提升性能。
该研究员认为超级电容的快充为主要优势,不管是与电池结合还是独立使用都对车辆大有裨益,不仅能为电池供电、也可以和内燃机一起提供驱动力,将可提高油电混合车的功率控制与效率,行驶距离也可以进一步提升,且超级电容除了能结合电容与电池提升电路稳定性,也可以调节油电混合车的耗油量。
通常电动车与油电混合车都有搭载动能回收系统(KERS),可将刹车时的动能回收转为电能,当能量累积到一定程度后驾驶就能利用电力加速推动引擎转速,借此获得更大的动力,而超级电容可更有效的储存电能。
过去研究也指出,由于超级电容可提供车辆瞬间高功率控制需求,进而提高电池储能系统的缓冲保护,避免电池过度放电。目前也有不少油电混合车已使用超级电容来取代电池,不仅充电快速,还能可以回收更多刹车能量,并解决电池寿命问题,只不过超级电容目前能量密度仍不高,储存容量还是比较低,在大规模采用之前,还得进一步证明性能与优势。
- How supercapacitors could usher in a new age for hybrid vehicles
(本文由 EnergyTrend 授权转载;首图来源:Flickr/Noya Fields CC BY 2.0)