Ультраконденсатор высокой плотности мощности для электрических автомобилей и солнечных батарей

Плотность мощности Ультраконденсатор Ультраконденсатор

Плотность мощности конденсатора - это количество энергии, которое он может вырабатывать для данного объема. Например, конденсаторы обладают большей плотностью мощности, чем батареи, поскольку они способны доставлять энергию намного быстрее, чем батареи. Небольшой конденсатор может иметь гораздо более высокую плотность мощности, чем большой аккумулятор, даже если он имеет более высокую плотность энергии. Другими словами, мощность - это скорость использования энергии. Плотность мощности конденсатора обычно выражается в виде потенциальной энергии на грамм или единицу объема.

Энергия, накопленная в конденсаторе: E=½ CV2, где C - емкость (F), а V - напряжение зарядки.

Требуется энергия: 85 кВтч Напряжение зарядки V=600 В=600

Относительная диэлектрическая проницаемость k=16 млн. (Это самое высокое значение диэлектрической проницаемости из открытых источников.

Площадь однослойного конденсатора
A=20 см x 20 см = 400 см2
Толщина диэлектрика
t=20 x 10-6 см

Для единицы 85 кВтч общая емкость (так называемая геометрическая емкость) составляет:

  • C= 2E/V2 = 2 x 85 000 x 3600/(600)2= 1 700 F
  • Емкость 1 слой: (=Ԑ).0*кА/т): 0,2832 F/слой 
  • Плотность энергии: 5,900 Вт/л. 
  • Удельная удельная энергетическая плотность: 1 734 Вт/кг 
  • Гравиметрическая плотность мощности Ультраконденсатор | частота составляет 1: 7 780 Вт/кг. 
  • Устройство хранения энергии с общим весом только уложенные слои: 49 кг

Разрядка зависит от нагрузки:

Есть много преимуществ твердотельных устройств перед литий-ионными батареями (отсутствие загрязнения окружающей среды, миллионы циклов зарядки и разрядки, очень быстрая зарядка и т.д.), единственным недостатком сверхконденсатора является невозможность удержания постоянного напряжения во время цикла разрядки под нагрузкой.

Напряжение в суперконденсаторе будет устойчиво снижаться, а скорость снижения напряжения будет зависеть от нагрузки.

Более высокие нагрузки приводят к более быстрому падению напряжения. Решением этой проблемы является изготовление энергоблока с более высокой удельной энергоемкостью.

Однослойное керамическое устройство хранения энергии.

Прорывная керамика/металл с диэлектрической проницаемостью 16 миллионов.

При такой высокой удельной мощности (высокая кВтч/кг) суперконденсаторов, можно было бы разместить на борту несколько блоков и разряжать один за другим, пока напряжение в каждом из них не упадет ниже определенного значения.

Таким образом, можно будет поддерживать высокое напряжение в течение всего срока службы батарейного отсека. Это легко сделать, используя современную современную электронику.

"Мы уже достигли диэлектрической проницаемости в 16 миллионов, что является самым высоким значением, когда-либо зафиксированным в открытой литературе. Теперь мы должны найти баланс между напряжением зарядки и толщиной слоя".

В связи с характером материала (заряд хранится на поверхности диэлектрика/металла) заряд конденсатора зависит от потребляемой мощности. Если мощность низкая (несколько кВтч), зарядка выполняется за считанные секунды.

Если энергия высокая, например, 50 или 80 кВтч, зарядка может занять несколько минут при условии, что зарядная станция имеет достаточно высокое напряжение и ток. Зарядка нескольких слоев, как уже было продемонстрировано в нашей лаборатории, показала полный заряд слоев менее чем за секунду.

Саморазрядные литий-ионные батареи:

Саморазрядка литий-ионной батареи составляет около 5% в первые 24 часа, а затем теряет 1-2% в месяц; схема защиты добавляет еще 3% в месяц. В целом, саморазрядка всех химикатов батарей увеличивается при более высокой температуре, и скорость обычно удваивается с каждыми 10°C (18°F).

Заметная потеря энергии происходит, если оставить аккумулятор в горячем автомобиле. Высокое количество циклов и старение также увеличивает саморазрядку всех систем.

Прогнозируемая саморазрядка UltraCaps в системе ESD:

Саморазрядка суперконденсатора аналогична разрядке литий-ионной батареи, за исключением того, что влияние температуры меньше, и прибор должен выдерживать заряд до 20-30 дней. EEStor утверждает, что их подразделение способно удерживать электроэнергию от 2 до 3 месяцев.

UltraCap Energy Ltd.

Компания UltraCap Energy Ltd была создана с целью разработки экологически чистых устройств хранения энергии или "батарей". Разработанные на 60%, эти устройства произвели бы революцию в способах хранения и транспортировки электрической энергии. Всего за 4 минуты зарядки электромобиль, использующий нашу батарею, сможет проехать до 480 километров, что намного превышает существующую медленную зарядку литий-ионных батарей.

Головной офис

  • 160 Городская дорога
  • Кемп Хаус
  • Лондон EC1V 2NX 2NX
  • Великобритания

Контакт

18 сентября 2019 года - Свадьба.
Лондон, гигабайт
17°C
чистое небо
чистое небо
4 м/с, ENE
48%
772,57 мм рт.ст.
Свадьба09/18 thu09/19/19 Fri09/20 Sat09/21 Sun09/22
чистое небо
18/15°C
чистое небо
20/12°C
чистое небо
20/13°C
чистое небо
23/14°C
небольшой дождь
19/14°C
Не копируйте текст!