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用超级电容替代电动车的蓄电池问题

多大电容?——若用超级电容替代电动车的蓄电池
今由超级电容C、变换器CVT、电动机M构成一电动车的动力传动系统.假设:
  a、对C一次充电,电压从V1充到V2,使车可以恒速V(km/h)运行D(km)距离;
  b、M输出恒功率P(W),效率为η1;
  c、CVT输入电压即为C电压Vc∈(V1,V2),效率为η2,输出Vo(M的标称电压);

1、 1)一个运行周期所需时间是
   T = 3600*D/V (S)                           (1)
2、 按能量守恒
    2) 一个运行周期中CVT 消耗的能量:
   En = T*P/η (J) (η=η1*η2 ——下同)     (2)
    3)在此运行周期中,Vc从V2衰减到V1,其减少的能量应与(2)式相等:
   C*(V2^2-V1^2)/ 2=T*P/η
∴ C=2*T*P/(V2^2-V1^2)/ η  (F)                (3)
3、 按Vc 的衰减规律:
    4) 一个运行周期中,Vc从V2衰减到V1 是按指数规律变化的:
   V1=V2*EXP(-T/RC)                            (4)
其中R是 CVT的等效输入电阻,其在一个运行周期中是一个时变量.为简化分析,取其平均值,并认为:
  (V1+V2)^2/R/4 ≈P/η
∴ R≈η*(V1+V2)^2/4P     (Ohm)              (5)
    5) 对(4)式移项、取对数后经整理得到:
C ≈ -T/R/ln(V1/V2)  (F)               (6)
4、举例:V=25,D=25,P=100,V1=40,V2=100,η1=0.7,η2>0.9,取η=0.65
   则 按(3)式,C=132 F;按(6)式,C=123 F .
该电容器的标称电压应大于100 伏,这样的电容有吗?
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diy777
LV.3
2
2005-02-15 15:49
我也很感性趣Q聊好吗我的:124740954
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劳同志
LV.7
3
2005-02-15 17:03
@diy777
我也很感性趣Q聊好吗我的:124740954
我不能用Q,致歉.请收站内短信.
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chong
LV.5
4
2005-02-21 09:19
没听说有100伏的大电容.
假设用10伏的,放电范围10-5伏,其余条件同劳同志例题,按3式
   C=2*3600*100/(100-25)/0.65=14770 F
大吃一惊!小汽车的行李箱装得下吗?
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劳同志
LV.7
5
2005-02-22 12:06
@chong
没听说有100伏的大电容.假设用10伏的,放电范围10-5伏,其余条件同劳同志例题,按3式  C=2*3600*100/(100-25)/0.65=14770F大吃一惊!小汽车的行李箱装得下吗?
恐怕不止14770 F,因为输入电压10伏以下时,CVT的效率很低.
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2005-02-22 12:14
没多大可能.
现在的技术还做不到,小体积大容量.
而且电压随容量减小而下降得太厉害,利用效率低,电路超复杂.
一般只用来辅助电池用.
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2005-02-22 12:55
比能:
铅酸电池30-40  WH/Kg
镍氢 70-80
商品超级电容 7

小日本研制的
还未商品化 70-80

电容一半残压,比能还得再打七五折.

浦东公交用电容,站站充,
只能是特例.

电容都是耐压2.75V
高压的由串并而成.
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chong
LV.5
8
2005-02-25 12:32
@涛声依旧
比能:铅酸电池30-40  WH/Kg镍氢70-80商品超级电容7小日本研制的还未商品化70-80电容一半残压,比能还得再打七五折.浦东公交用电容,站站充,只能是特例.电容都是耐压2.75V高压的由串并而成.
涛声依旧?怎么这么耳熟?
浦东公交是上海的吧?请介绍“浦东公交用电容”细节可否?
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njyd
LV.8
9
2005-02-25 22:15
  高电压大电容有的,据我所知变电站用于调相的电容耐压可到几千伏以上,体积很大.
  用电容代替电池有以下问题:
  1是体积大,一般电容计量单位是微法,一百多法拉的电容非常大.用家用电器用的电解电容折算一下,一百伏一百法以上的电容体积大约要一千立方米以上.
  2是放电电压特性不好,电容放电是微分曲线,先下降很快,然后下降速度越来越慢.这与电池放电电压曲线刚好相反.
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劳同志
LV.7
10
2005-02-26 12:03
@njyd
  高电压大电容有的,据我所知变电站用于调相的电容耐压可到几千伏以上,体积很大.  用电容代替电池有以下问题:  1是体积大,一般电容计量单位是微法,一百多法拉的电容非常大.用家用电器用的电解电容折算一下,一百伏一百法以上的电容体积大约要一千立方米以上.  2是放电电压特性不好,电容放电是微分曲线,先下降很快,然后下降速度越来越慢.这与电池放电电压曲线刚好相反.
“变电站用于调相的电容”是电力电容器,体积很大.
“一百伏一百法以上的电容体积大约要一千立方米以上”.没那么大吧? “放电电压特性不好”.所以要用变换器.
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2005-02-26 12:21
@njyd
  高电压大电容有的,据我所知变电站用于调相的电容耐压可到几千伏以上,体积很大.  用电容代替电池有以下问题:  1是体积大,一般电容计量单位是微法,一百多法拉的电容非常大.用家用电器用的电解电容折算一下,一百伏一百法以上的电容体积大约要一千立方米以上.  2是放电电压特性不好,电容放电是微分曲线,先下降很快,然后下降速度越来越慢.这与电池放电电压曲线刚好相反.
“2是放电电压特性不好,电容放电是微分曲线,先下降很快,然后下降速度越来越慢.这与电池放电电压曲线刚好相反.”
概念错误,您说的是定电阻放电的现象,如果是恒流放电,则电容上的电压线性下降,如果恒功率放电,则开始放电时电容上的电压下降的慢,随着时间的增加,电压下降越来越快.
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njyd
LV.8
12
2005-02-26 23:53
@劳同志
“变电站用于调相的电容”是电力电容器,体积很大.“一百伏一百法以上的电容体积大约要一千立方米以上”.没那么大吧?“放电电压特性不好”.所以要用变换器.
  一只一百伏、一百微法的电解电容(电解电容容量容易做的较大,但耐压不高,我所见过的都在几百伏以下.如果其他类型的电容体积还要大)大约高3cm,直径2cm以上,体积10立方厘米以上.1法是1微法的一百万倍,一百万只一百伏、一百微法的电解电容并联体积就要一千立方米以上.
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njyd
LV.8
13
2005-02-27 00:00
@水穷云起
“2是放电电压特性不好,电容放电是微分曲线,先下降很快,然后下降速度越来越慢.这与电池放电电压曲线刚好相反.”概念错误,您说的是定电阻放电的现象,如果是恒流放电,则电容上的电压线性下降,如果恒功率放电,则开始放电时电容上的电压下降的慢,随着时间的增加,电压下降越来越快.
  我写帖时未考虑那么多.不过直接带电动机好象可以近似于定电阻放电.
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hjjwb-power
LV.4
14
2005-02-27 10:07
@njyd
  一只一百伏、一百微法的电解电容(电解电容容量容易做的较大,但耐压不高,我所见过的都在几百伏以下.如果其他类型的电容体积还要大)大约高3cm,直径2cm以上,体积10立方厘米以上.1法是1微法的一百万倍,一百万只一百伏、一百微法的电解电容并联体积就要一千立方米以上.
超级电容!不是电解电容.
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2005-02-27 16:21
@njyd
  我写帖时未考虑那么多.不过直接带电动机好象可以近似于定电阻放电.
带电机做动力是类似恒功率放电,因为电动车在行驶时需要克服的阻力近似恒定,也就是负载恒定(匀速行驶时).
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njyd
LV.8
16
2005-03-01 01:05
@水穷云起
带电机做动力是类似恒功率放电,因为电动车在行驶时需要克服的阻力近似恒定,也就是负载恒定(匀速行驶时).
  但是供电电压下降功率还一样吗?
  电机我不太懂.
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2005-03-14 08:04
@chong
涛声依旧?怎么这么耳熟?浦东公交是上海的吧?请介绍“浦东公交用电容”细节可否?
这个,我也是搜来的,知道得不多.

但我对此有看法:
1 如果全部改用十倍容量的镍氢电池可能更合理,
  浅充浅放寿命长,
  两分钟充电量不会小于电容.
  价格便宜.
  有必要时可跑上几十公里.

  是不是灵活性大多了?
  终点站主充,路过站辅充,
  
  真不知设计者是怎样想的,
  这类电容代电池还次了点,没一点优势.

2 用电池与电容的组合可能更好.
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yzds409
LV.8
18
2005-03-15 17:43
这些都是科学家们的事,等什么时候有了,我们再用也不迟,不过想想还是可以了,不要想得太多,不然浪费时间
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劳同志
LV.7
19
2011-02-09 09:25

把这篇老掉大牙的帖子打捞上来。

电容公交车已运行多年,据称已开发出电池车。请了解情况的朋友多多介绍。

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chuangmao
LV.7
20
2011-07-20 22:56
@劳同志
把这篇老掉大牙的帖子打捞上来。电容公交车已运行多年,据称已开发出电池车。请了解情况的朋友多多介绍。
2005
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zvszcs
LV.12
21
2011-07-21 22:54
@chuangmao
2005
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shuru1988
LV.2
22
2011-07-22 15:14
**此帖已被管理员删除**
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zvszcs
LV.12
23
2011-07-22 15:57
@shuru1988
**此帖已被管理员删除**

高电压的有不,如100多的

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tvro
LV.13
24
2011-07-30 18:20
@shuru1988
**此帖已被管理员删除**
看着不错
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劳同志
LV.7
25
2011-09-01 19:31
@njyd
  但是供电电压下降功率还一样吗?  电机我不太懂.
主帖认为应使用变换器CVT带动电动机。即不管电容器电压如何(在V1、V2范围内),CVT供给电动机的电压是恒定的。
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劳同志
LV.7
26
2011-09-01 19:33
这话题不知何时搬家了。
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tvro
LV.13
27
2011-09-01 21:29
@涛声依旧
比能:铅酸电池30-40  WH/Kg镍氢70-80商品超级电容7小日本研制的还未商品化70-80电容一半残压,比能还得再打七五折.浦东公交用电容,站站充,只能是特例.电容都是耐压2.75V高压的由串并而成.
电视上看见过
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czlw888
LV.7
28
2011-09-03 19:06
@劳同志
这话题不知何时搬家了。
这几天据说某地有此类消息的新闻发布会,本网有帖,不知各位有无关注?
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czlw888
LV.7
29
2011-09-03 19:07
@czlw888
这几天据说某地有此类消息的新闻发布会,本网有帖,不知各位有无关注?
据说实验室己成功,还未有第三方证实,不知…
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tvro
LV.13
30
2011-09-03 21:07
@czlw888
据说实验室己成功,还未有第三方证实,不知…
关键实用才行
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冰上鸭子
LV.10
31
2011-09-04 12:09
好老 的都顶上来了
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