关于使用超级电容作为汽车动力的构想
摘要:中国发展的速度,受到很多因数的约束,其中最重要的一条就是石油;现在世界上流行的是美元石油,而美元石油是美国人绑架和洗劫世界各国人民财富的手段,是美国人进行的一种不需要通过战争抢劫世界的方法;作为一个贫油国家,一个石油最大进口国的国家,只有通过改善我们国家能源使用结构,切断对石油的依赖,才能在世界上打破美国对中国财富的掠夺。超级电容就是一种可以代替石油动力汽车的技术。
关键词:电动汽车 超级电容 充电站 利益结团 汽车产业结构调整
2018年3月23日凌晨,从太平洋西岸的美国华盛顿传来震动全球市场的消息:美国正式在中美贸易战场上开了第一枪!北京时间3月23日0时50分左右,美国总统特朗普在白宫正式签署对华贸易备忘录。特朗普当场宣布,将有可能对从中国进口的600亿美元商品加征关税,并限制中国企业对美投资并购。
这就不得不让我想起1985年的广场协议,1985年9月22日,美国、日本、联邦德国、法国以及英国的财政部长和中央银行行长(简称G5)在纽约广场饭店举行会议,达成五国政府联合干预外汇市场,诱导美元对主要货币的汇率有秩序地贬值,以解决美国巨额贸易赤字问题的协议。因协议在广场饭店签署,故该协议又被称为“广场协议”。从此之后,日本开始了二十年的经济倒退。
美国为什么可以这样骄横霸道,美国无视别国的主权和利益,玩弄世界的根本原因是:强大的军事和美元经济。
如何应对美国的霸权,不再受到美国的剥削,其中最重要的一条就是石油;现在世界上流行的是美元石油,而美元石油是美国人绑架和洗劫世界各国人民财富的手段,是美国人进行的一种不需要通过战争抢劫世界的方法;作为一个贫油国家,一个石油最大进口国的国家,只有通过改善我们国家能源使用结构,切断对石油的依赖,才能在世界上打破美国对中国财富的掠夺。
现在中国使用石油大户就是汽车,将汽车的动力改成电力,就可以摆脱对石油的依赖,从而打破美国对中国的限制,让中国的经济真正冲破美元的封锁。
而现在汽车的市场,本质上牵涉到太多人的利益;国内的,国外的,石油公司老板的,员工的,生产汽车的,维修汽车的;利益需求各种各样,导致现在中国电动汽车发展,一直很不理想。
这里对利益结团等等方面的原因,因为不了解,就不分析,只分析现在电动汽车的存在的一些问题:现在国内电动汽车用得最多的是锂电池,缺点一是使用寿命短,使用五年就要报废,更换一个大概在五万左右,差不多一辆用的电池的成本和原来同级别的传统汽车成本差不多,甚至更高;二是充电速度太慢,需要几小时充电时间;三是电量不能满足人们对汽车的使用要求,就是使用续航里程短,在路上很难找到专用的充电站,也就是说现在配套设施还不完善。
从以上可以看出,只要改变三个制约电动车发展的因数,完全可以让电动车取代大部分发动机汽车,
对于现在电动车的第一缺点和第二缺点,正是超级电容可以改变的关键所在。
电容的结构很简单,就是两个带电极的平行金属,中间填充介质形成电容,而超级电容,是在电容的基础上进行了升级,其又叫电化学电容,双电层电容器、黄金电容、法拉电容,是从上世纪七、八十年代发展起来的通过极化电解质来储能的一种电化学元件。
超级电容虽然叫电容,但它和电容有着许多不同,也不同于传统的化学电源,是一种介于传统电容器与电池之间、具有特殊性能的电源。主要依靠双电层和氧化还原赝电容电荷储存电能。和化学电池有着本质区别,在其储能的过程并不发生化学反应;这种储能过程是可逆的,也正因为此超级电容器可以反复充放电数十万次。
超级电容特点
(1)充电速度快,充电10秒~10分钟可达到其额定容量的95%以上;
(2)循环使用寿命长,深度充放电循环使用次数可达1~50万次,没有“记忆效应”;
(3)大电流放电能力超强,能量转换效率高,过程损失小,大电流能量循环效率≥90%;
(4)功率密度高,可达300W/KG~5000W/KG,相当于电池的5~10倍;
(5)产品原材料构成、生产、使用、储存以及拆解过程均没有污染,是理想的绿色环保电源;
(6)充放电线路简单,无需充电电池那样的充电电路,安全系数高,长期使用免维护;
(7)超低温特性好,温度范围宽-40℃~+70℃;
对于第三点电量不能满足人们对汽车的使用要求,就是使用续航里程短,在路上很难找到专用的充电站,也就是说现在配套设施还不完善。
就要从两方面考虑:
第一方面:汽车发动机经过一百多年的发展,才有了今天这样完善的形态;而电动汽车才刚刚开始发展,这就有打破现有汽车格局的决心,打破现有汽车利益分配的决心,从国家层面上,强制给电动汽车割出一块利益市场,比如在几个城市取消发动机汽车的使用,让电动汽车安然进入。给电动汽车发展的时间和市场才能发展完善。这一方面是决策层的事情,这里就不讨论。
第二方面:电量不够的问题,超级电容充电速度快就能解决这个问题:
电动汽车充电站的建设比汽车加油站建设要简单的多,占地面积小,充电口简单,重要在城市,高速公路,普通公路合理建设电动汽车充电站,完全可以解决这个问题
同时随着无线充电技术不停发展,无线充电将变成可能,现在常见的无线充电技术分为三种:
电磁感应式
电磁感应就是通过线圈的电磁感应来实现电的传输,其中关键点就是初级线圈一定频率的交流电,产生交变磁场,作用于次级线圈,通过电磁感应在次级线圈中产生一定的电流,从而实现了将电能量从传输端(初级线圈)转移到接收端次级线圈)。
磁场共振
这就是频率共振的一种应用,由两个部分组成,就像以前电台一样:发送装置,和接收装置组成,当两个装置调整到相同频率,或者说在一个特定的频率上共振,它们就可以交换彼此的能量。
无线电波式
这是发展较为成熟的技术,类似于早期使用的矿石收音机,主要有微波发射装置和微波接收装置组成,可以捕捉到从墙壁弹回的无线电波能量,在随负载作出调整的同时保持稳定的直流电压。
在无线充电的基础上,电动汽车使用超级电容作为动力源,就超级电容充电速度,优势特别明显,可以想象,在一个无线充电的发射范围内,汽车经过时间只有几秒钟,其他的电池是不可能完成充电任务,而超级电容组成的电动力组,却可以完成充电过程,只要充电设施布局完善,计费设施完善,实现汽车电力化完全是可能的。
中国打破美元石油是现在必须要做的,美元石油是中国经济发展,是中国富强必须搬开的拦路石,电动汽车就是石油动力的最好替代,而超级电容作为电动汽车是一种选择,也是一种可能。