Конденсаторный электромобиль
Конденсаторный электромобиль — это транспортное средство , в котором для хранения электроэнергии используются суперконденсаторы (также называемые ультраконденсаторами). [1]
По состоянию на 2010 год [update][ нужно обновить ] , лучшие ультраконденсаторы могут хранить только около 5% энергии, которую могут хранить литий-ионные аккумуляторные батареи, что ограничивает их расстояние до пары миль на одну зарядку. Это делает их неэффективными в качестве обычного носителя энергии для легковых автомобилей. Но ультраконденсаторы могут заряжаться гораздо быстрее, чем батареи , поэтому в таких транспортных средствах, как автобусы , которым приходится часто останавливаться в известных точках, где могут быть предусмотрены зарядные устройства, хранение энергии, основанное исключительно на ультраконденсаторах . становится возможным [2]
Капабус
[ редактировать ]
Китай экспериментирует с новой формой электрического автобуса, известного как Capabus , который работает без непрерывных воздушных линий связи (является автономным транспортным средством) за счет использования энергии, накопленной в больших бортовых электрических двухслойных конденсаторах (EDLC), которые быстро перезаряжаются при каждом движении транспортного средства. останавливается на любой автобусной остановке (под так называемыми электрическими зонтиками ) и полностью заряжается на конечной остановке . [ нужна ссылка ]
В начале 2005 года несколько прототипов проходили испытания в Шанхае. В 2006 году на двух маршрутах коммерческих автобусов начали использовать автобусы с двухслойными электрическими конденсаторами; один из них — 11-й маршрут в Шанхае . [3] В 2009 году компания Sinautec Automobile Technologies, [4] базирующаяся в Арлингтоне, штат Вирджиния , и ее китайский партнер Shanghai Aowei Technology Development Company. [5] проходят испытания: с 2006 года 17 автобусов Ultracap на 41 место обслуживают район Большого Шанхая без каких-либо серьезных технических проблем. [6] Однако во время Шанхайской выставки 2010 года 40 автобусов с суперконденсаторами использовались в специальном автобусном сообщении Экспо, и из-за перегрева суперконденсаторов некоторые автобусы вышли из строя. [7] Автобусы для пилотного проекта в Шанхае производятся компанией из Джермантауна, штат Теннесси. Foton America Bus Company [8] Еще 60 автобусов будут поставлены в начале следующего года с ультраконденсаторами мощностью 10 ватт-часов на килограмм . [ нужна ссылка ]
Автобусы имеют очень предсказуемые маршруты, и им необходимо регулярно останавливаться каждые 3 мили (4,8 км) или меньше, что позволяет быстро подзарядить их на зарядных станциях на автобусных остановках. Коллектор на крыше автобуса поднимается на несколько футов и касается линии зарядки на остановке; за пару минут батареи ультраконденсаторов, хранящиеся под сиденьями автобуса, полностью заряжаются. Автобусы также могут улавливать энергию от торможения, и компания заявляет, что зарядные станции могут быть оснащены солнечными батареями. Планируется третье поколение продукта, которое обеспечит запас хода на одной зарядке не менее 20 миль (32 км). [2]
По оценкам Sinautec, один из ее автобусов потребляет в десять раз меньше энергии, чем дизельный автобус, и может обеспечить экономию топлива в размере 200 000 долларов в течение всего срока службы. Автобусы потребляют на 40% меньше электроэнергии даже по сравнению с электрическим троллейбусом , главным образом потому, что они легче. [ нужна ссылка ] . Ультраконденсаторы изготовлены из активированного угля и имеют плотность энергии шесть ватт-часов на килограмм (для сравнения, высокопроизводительная литий-ионная батарея может достигать 200 ватт-часов на килограмм, но шина ультраконденсатора примерно на 40% дешевле, чем шина с литий-ионным аккумулятором и гораздо более надежная). [2] [6]
Существует также подключаемая гибридная версия, в которой также используются ультракапсулы. [ нужна ссылка ]
RATP , государственная компания, которая управляет большей частью системы общественного транспорта Парижа , в настоящее время проводит испытания с использованием гибридного автобуса, оснащенного ультраконденсаторами. Модель, получившая название Lion's City Hybrid , поставляется немецким производителем MAN . [9]
Компания GSP Belgrade ( Сербия) запустила первую автобусную линию, обслуживаемую суперконденсаторными автобусами китайского производителя Higer . [10] Первый устойчивый электронный автобус на ультраконденсаторах (UC) был представлен компанией Chariot Motors в ЕС и Софии , Болгария, в 2014 году. 18-месячный пилотный проект оказался успешным и имел большой общественный резонанс. Автобус UC был протестирован авторитетной немецкой лабораторией Belicon GmbH и признан одним из транспортных средств с самым низким энергопотреблением. На основании успеха пилотного проекта столица Болгарии – София (один из самых загрязненных европейских городов) выбрала электронные автобусы UC как одну из инновационных и подходящих для городского транспорта технологий. Софийский оператор общественного транспорта - Stolichen Elektrotransport ввел в эксплуатацию 45 электробусов Cariot - Higer 12m UC, 15 в 2020 году и 30 в 2021 году. Электромобили оснащены UC мощностью 40 кВтч, автобусы курсируют по маршрутам 6, 60, 11, 73, 74, 84, 123 и 184, средняя недублированная длина 11 км. [ нужна ссылка ]
В Граце , Австрия, линии 50 и 34E работают с кратковременной промежуточной подзарядкой с использованием суперконденсаторов EDLC мощностью 24–32 кВтч . [11]
Токосъемники на автобусных остановках
[ редактировать ]Пантографы и токосъемники с уровня земли встроены в автобусные остановки для быстрой подзарядки электробусов, что позволяет использовать в автобусе батарею меньшего размера, что снижает капитальные и эксплуатационные затраты. [12] [13] [14] [15]
Метро и трамвай
[ редактировать ]В вагоне метро или трамвае изолятор . на стрелочном переводе может отключить питание вагона на несколько футов вдоль линии и использовать большой конденсатор для накопления энергии для движения вагона метро через изолятор в подаче электроэнергии [16]
В новом трамвае в Нанкине используется технология суперконденсаторов с зарядным устройством на каждой остановке вместо непрерывной контактной сети. Первая линия заработала в 2014 году. Рельсовый транспорт производила компания CSR Zhuzhou ; По заявлениям производителей, это первый в мире низкопольный трамвай, полностью работающий на суперконденсаторах. [17] Несколько аналогичных вагонов заказано для трамвайной линии Гуанчжоу . и [17]
Другие развертывания
[ редактировать ]В 2001 и 2002 годах VAG , оператор общественного транспорта в Нюрнберге , Германия , испытал гибридный автобус, в котором используется дизель-электрическая система привода с электрическими двухслойными конденсаторами. [18]
С 2003 года на городской железной дороге Мангейма в Мангейме , Германия, эксплуатируется транспортное средство LRV (легкорельсовый транспорт), в котором для хранения энергии торможения используются электрические двухслойные конденсаторы. [19] [20]
Другие компании из сектора общественного транспорта разрабатывают технологию электрических двухслойных конденсаторов: подразделение Transportation Systems компании Siemens AG разрабатывает мобильное хранилище энергии на основе EDLC под названием Sibac Energy Storage. [21] а также Sitras SES, стационарная версия, интегрированная в путевой источник питания. [22] Adetel Group разработала собственное энергосберегающее устройство под названием ″NeoGreen″ для LRV, LRT и метрополитенов. [23] Компания Cegelec также занимается разработкой системы хранения энергии на базе EDLC. [24]
Компания Proton Power Systems создала первый в мире тройной гибридный вилочный погрузчик , в котором используются топливные элементы и батареи , а в качестве дополнения к ним используются EDLC. в качестве основного накопителя энергии [25]
Саутгемптона Отделение нанотектуры Университета [26] получила правительственный грант на разработку суперконденсаторов для гибридных автомобилей . Компания собирается получить 376 000 фунтов стерлингов от DTI в Великобритании на проект под названием «Суперконденсаторы следующего поколения для гибридных транспортных средств». В проекте также участвуют Johnson Matthey и HILTech Developments. В проекте будет использоваться технология суперконденсаторов для улучшения гибридных электромобилей и повышения общей энергоэффективности. [ нужна ссылка ]
Будущие разработки
[ редактировать ]Sinautec ведет переговоры с Шиндаллом из Массачусетского технологического института о разработке ультраконденсаторов с более высокой плотностью энергии с использованием вертикально ориентированных структур из углеродных нанотрубок , которые дают устройствам большую площадь поверхности для удержания заряда. Пока им удается получить вдвое большую плотность энергии, чем у существующего ультраконденсатора, но пытаются получить примерно в пять раз. Это позволило бы создать ультраконденсатор с четвертью плотности энергии литий-ионной батареи. [27]
Будущие разработки включают использование индуктивной зарядки под улицей, чтобы избежать воздушной проводки. под площадки каждой автобусной остановкой и на каждом светофоре По пути будут использоваться .
Автогонки
[ редактировать ]FIA , руководящий орган многих автогоночных мероприятий, предложила в Основе регулирования силовых агрегатов для Формулы-1 версии 1.3 от 23 мая 2007 года издать новый свод правил для силовых агрегатов , включающий гибридный привод мощностью до 200 кВт. и выходную мощность с использованием «супербатарей», состоящих как из батарей, так и из суперконденсаторов. [28]
УльтраБатареи
[ редактировать ]Ультраконденсаторы используются в некоторых электромобилях для хранения быстро доступной энергии благодаря высокой плотности мощности , чтобы поддерживать батареи в безопасных пределах резистивного нагрева и продлевать срок их службы. [29] Ultrabattery гибридных объединяет суперконденсатор и батарею в одном блоке, создавая батарею электромобиля, которая работает дольше, стоит дешевле и является более мощной, чем современные технологии, используемые в электромобилях (PHEV).
См. также
[ редактировать ]Внешние ссылки
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Транспортное средство с конденсатором, имеющее возможность высокоскоростной зарядки, и способ эксплуатации автомобиля с конденсатором.
- ^ Jump up to: а б с Гамильтон, Тайлер (19 октября 2009 г.). «Следующая остановка: автобусы с ультраконденсаторами» . Обзор технологий Массачусетского технологического института . Массачусетский технологический институт . Проверено 22 октября 2022 г.
- ^ Специальная тема о суперконденсаторных шинах (на китайском языке). Архивировано из оригинала 5 января 2007 года.
- ^ ООО «СИНАУТЕК, Автомобильные технологии» . Синаутекус.com . Проверено 6 октября 2013 г.
- ^ «Технология Аовей» . aowei.com. Архивировано из оригинала 25 января 2010 года . Проверено 6 ноября 2009 г.
- ^ Jump up to: а б Ричард, Майкл (19 октября 2009 г.). «Ультраконденсаторные автобусы работают… пока у вас много станций быстрой зарядки» . ДревоХаггер. Архивировано из оригинала 19 сентября 2014 года . Проверено 6 октября 2013 г.
- ^ «Суперконденсаторные автобусы в Шанхае» . Slideshare.net. 8 сентября 2010 г. Проверено 6 октября 2013 г.
- ^ «Фотон Америка Автобусная Компания» . Фотон-Америка.com. Архивировано из оригинала 5 июня 2013 года . Проверено 6 октября 2013 г.
- ^ Наварро, Ксавьер (15 апреля 2009 г.). «Париж тестирует новый гибридный автобус, в котором используются ультраконденсаторы» . Green.autoblog.com. Архивировано из оригинала 1 апреля 2012 года . Проверено 6 октября 2013 г.
- ^ «Новостной контент» . newscontent.cctv.com . Проверено 2 сентября 2016 г.
- ^ см. PDF-файл по ссылке на странице «Четыре новых электробуса для Граца» https://www.holding-graz.at/elektrobusse.html, последнее посещение 13 марта 2019 г.
- ^ «Большой вместительный пилотный автобус с мгновенной зарядкой и питанием от аккумулятора выходит на улицу» . Архивировано из оригинала 5 февраля 2017 года . Проверено 20 апреля 2015 г.
- ^ «Токосъёмники для электробусов» . Архивировано из оригинала 21 января 2017 года . Проверено 20 апреля 2015 г.
- ^ «Гигантское зарядное устройство, которое заряжает электробусы за три минуты» . Проводной . 2 октября 2014 г. Архивировано из оригинала 2 июля 2023 г.
- ^ Сверхбыстрая зарядка электрического автобуса. Архивировано 9 августа 2017 г. в Wayback Machine , Opbrid.
- ^ «Конденсаторы» . Архивировано из оригинала 9 марта 2015 года . Проверено 10 октября 2014 г.
- ^ Jump up to: а б Барроу, Кейт (29 мая 2014 г.), «CSR представляет трамвай, полностью работающий на суперконденсаторах» , International Railway Journal
- ^ «Ultracapbus: альтернативная приводная система, проверяющая повседневное использование» . ru.vag.de. Архивировано из оригинала 12 октября 2008 года.
- ^ Хоуп, Ричард (1 июля 2006 г.). «UltraCaps выигрывает в хранении энергии» . Железнодорожный вестник Интернэшнл . Архивировано из оригинала 4 декабря 2008 года.
- ^ Штайнер, Майкл; Шолтен, Йоханнес; Клор, Маркус. «MITRAC Energy Saver» (PDF) . Бомбардир. Архивировано из оригинала (PDF) 1 марта 2012 года.
- ^ «Страница продукта Sibac ES» . Сименс АГ. Архивировано из оригинала 12 мая 2008 года . Проверено 6 ноября 2009 г.
- ^ «Ситрас СЭС» . Сименс АГ. Архивировано из оригинала 1 ноября 2009 года . Проверено 6 ноября 2009 г.
- ^ «Нео-Зеленый» (PDF) . Группа компаний Адетел. Архивировано из оригинала (PDF) 10 января 2014 года . Проверено 4 июля 2013 г.
- ^ «Электрический двухслойный конденсатор. Транспортное применение» . Блоги.transworldnews.com. 28 мая 2008 г. Архивировано из оригинала 18 февраля 2012 г. Проверено 6 октября 2013 г.
- ^ «Proton Power Systems представляет первый в мире вилочный погрузчик с тройным гибридом» . Пресс-релиз компании Fuel Cell Works. 25 сентября 2007 г. Архивировано из оригинала 8 декабря 2008 г.
- ^ «Нанотектура» . Nanotecture.co.uk. Архивировано из оригинала 9 февраля 2010 года . Проверено 9 ноября 2009 г.
- ^ Гамильтон, Тайлер (19 октября 2009 г.). «Следующая остановка: автобусы с ультраконденсаторами — страница 2 |» . Обзор технологий Массачусетского технологического института . Массачусетский технологический институт. Архивировано из оригинала 8 июля 2011 года . Проверено 6 октября 2013 г.
- ^ Гешель, Буркхард; Мосли, Макс (24 мая 2007 г.). «Формула-1 2011: Система регулирования силовых агрегатов» (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 17 февраля 2012 года.
- ^ Уолд, Мэтью (13 января 2008 г.). «Устранение разрыва в силе между спросом и предложением гибрида» . Нью-Йорк Таймс . Архивировано из оригинала 10 апреля 2009 года.
- ^ «ABB демонстрирует технологию мгновенной зарядки электробуса за 15 секунд» . www.abb.com . 30 мая 2013 г. Архивировано из оригинала 1 июня 2014 г.