Аккумулятор на 100% суперконденсаторах или как дополнение к Li-ion.

[Рустам.М]

Цель обсуждения: поделиться опытом использования суперконденсаторов ultracapacitors (ионистров ) в качестве аккумуляторов для электротранспорта
В моем случае нужно 72В рабочего напряжения, номинал токов 100А, макс 200 (минут 10), пиковый 250 (10 сек).  50А это типичная нагрузка по городу.
Емкость 3кВатт*ч.

Потенциальные преимущества:
- отсутствие эффекта памяти
- более высокий КПД (до 99%) за счет отсутствия электрохимических реакций с выделением тепла
- отсутствие снижения емкости при низких температурах окружающей среды
- большое число циклов разряда/заряда до миллиона.

Потенциальные недостатки:
- больший объем (низкая энергетическая плотность по объему по сравнению с литиевыми батареями , т.е. Габариты при равной емкости
- саморазряд в режиме простоя
-цена?

Вроде, появились продукты решающие недостатки, как минимум, заявляют. Например, teemp.ru (жду ответа от них)

Кстати, почему нет раздела для конденсаторов.

[tmiaer]

Потенциальные недостатки:
- больший объем (низкая энергетическая плотность по объему по сравнению с литиевыми батареями , т.е. Габариты при равной емкости

В 100 раз ниже энергоёмкость.
Потенциальные. Ха-ха.

[Рустам.М]

В 100 раз ниже энергоёмкость.
Потенциальные. Ха-ха.

Maxwell, да. 15кг на 50ватт*ч. Это скорее всего пористый графит.
Но есть и электроды на основе аэрогеля и всяких графеновых нано-трубок. По энергетической плотность сравнялись с литыевыми и удерживают заряд долго.

[tmiaer]

[user]Рустам.М[/user], можно ссылку на хоть один коммерчески доступный образец?
Статьи в стиле "учёные изобрели" не интересуют.
Удельная энергоёмкость ниже 200вт*ч/кг тоже.

[илс]

Maxwell, да. 15кг на 50ватт*ч. Это скорее всего пористый графит.
Но есть и электроды на основе аэрогеля и всяких графеновых нано-трубок. По энергетической плотность сравнялись с литыевыми и удерживают заряд долго.

Графеновые нанотрубки?
Сколько стоит...килограмм? 

ХИТ, т.е. свинцовые аккумы были изобретены и стали применяться 200+ лет назад. Что интересно - применяются до сих пор. 
А конденсаторам пока место только в радиоаппаратуре.
К тому же, куда денется адская энергия в неск. киловатт при разовом высвобождении? напр. взрыве?
Как бы давлением воздуха не контузило нафиг....с пожизненной инвалидностью. 

[Рустам.М]

Графеновые нанотрубки?
Сколько стоит...килограмм? 

Свинцовые аккумы были изобретены и стали применяться 200+ лет назад. Что интересно - применяются до сих пор. 
А конденсаторам пока место только в радиоаппаратуре.
К тому же, куда денется адская энергия в неск. киловатт при разовом высвобождении? напр. взрыве?
Как бы давлением воздуха не контузило нафиг....с пожизненной инвалидностью. 

Коммерческих много уже. Цену не афишируют.
Nawa technologies
https://m.youtube.com/watch?v=i_VE3O1Geds

Российский аналог teemp.ru - жду характеристик и ответа относительно цены. Заявляют , что цены ниже конкурентов.

Все новое дорогое за счет сотрясения воздуха маркетологами. Не верю, что себестоимость доппированных (легированных) угле нано нитей высокая.

[Рустам.М]

Задача не пиар технологий, а обмен практических опытом. Скептицизм дело хорошее, но только если конструктивный критиковать существующее решение. Лучше пока предложения по реализации.

Ответом от производителей поделюсь.

[tmiaer]

Коммерческих много уже. Цену не афишируют.
Nawa technologies
https://m.youtube.com/watch?v=i_VE3O1Geds

Статьи в стиле "учёные изобрели" не интересуют.

Российский аналог teemp.ru - жду характеристик

Добавлено 02 Окт. 2019 в 17:51

Задача не пиар технологий, а обмен практических опытом.

Для практического опыта нужны хотя бы теоретически приемлемые характеристики. Пока их нет даже близко.
Ставить на велосипед 20килограмм конденсаторов, чтобы сделать практическое заключение о неприемлемости запаса хода в три километра, никто не будет.

200вт*ч/кг на сегодняшний день - минимальное значение энергоёмкости, при котором использование электротранспорта становится хоть сколь-нибудь целесообразным.

[Рустам.М]

Добавлено 02 Окт 2019 в 17:51Для практического опыта нужны хотя бы теоретически приемлемые характеристики. Пока их нет даже близко.
Ставить на велосипед 20килограмм конденсаторов, чтобы сделать практическое заключение о неприемлемости запаса хода в три километра, никто не будет.

200вт*ч/кг на сегодняшний день - минимальное значение энергоёмкости, при котором использование электротранспорта становится хоть сколь-нибудь целесообразным.

Согласен. 4.5 Ватт*ч на 1 кг это чуть больше Maxwell, но порядок тот же. Печально. У французов явно ценник конский.
Добавлено 02 Окт. 2019 в 17:58
Может как временное решение для пусковых задач и рекуперации использовать суперконденсатор на 96в для BMS на 72В, чтобы не мучать батареи?   

[tmiaer]

Может как временное решение для пусковых задач и рекуперации использовать суперконденсатор на 96в для BMS на 72В, чтобы не мучать батареи?

Если батареи правильно подобраны по мощности разряда, то и при заряде регеном они мучиться не будут.

[Рустам.М]

Если батареи правильно подобраны по мощности разряда, то и при заряде регеном они мучиться не будут.

Мне кажется,  что в параллель между контролером и BMS можно конденсатор вставить на 96В. Как минимум для стабилизации нагрузки при движении по городу.


Не уверен, что в параллели мои 18650 банки будут равномерно  эксплуатироваться (20S16P). те что ближе к контактам BMS быстрее буду изнашиваться.
в любом случае токи старт-стопа при движении по городу не айс загонять и cразу выгонять из батареи.  лучше продлить ресурс литиевых банок.

Все же это электрохимия с ограниченным ресурсом. Можно теоретически  и в каждую строку BMS по одному конденсатору, но не уверен, что это правильно. Обычно разделяют пусковые токи и рабочие аккумуляторные. Неужели на форуме нет инженеров-практиков в этой области.

[tmiaer]

[user]Рустам.М[/user], конденсаторы того размера, который влезет туда без заметного увеличения габаритов батареи, ничего не дадут.
Конденсаторы, которые что-то дадут - будут размером с две батареи.
Неравномерность снятия тока с банок лечится пряморукой сборкой с шинами соответствующего сечения, это уже обсудили.
Электрохимия с ограниченным ресурсом уже давно спокойно ходит по пять лет ежедневной эксплуатации. Времена характеристик из википедии давно прошли.

[Рустам.М]

[user]Рустам.М[/user], конденсаторы того размера, который влезет туда без заметного увеличения габаритов батареи, ничего не дадут.
Конденсаторы, которые что-то дадут - будут размером с две батареи.
Неравномерность снятия тока с банок лечится пряморукой сборкой с шинами соответствующего сечения, это уже обсудили.
Электрохимия с ограниченным ресурсом уже давно спокойно ходит по пять лет ежедневной эксплуатации. Времена характеристик из википедии давно прошли.

Зачем их тогда производят?  Зачем Tesla купил Maxwell?  Или вы имеете в виду что нет пока конденсаторов  доступных  с высокой энергетической плотностью?
Если взять в расчет, что для старта нужно скажем 5кВатт мощности в течение 3 сек, торможения с 60 км/ч  до 0  5кВатт*5 сек., то емкость требуется копеечная.
Максимум 7 Ватт*ч. Можно взять с запасом до 10 Ватт*ч Для старт-стопа

[tmiaer]

Если взять в расчет, что для старта нужно скажем 2Кватт мощностью в течение 3 сек, торможения с 60 км/ч  до 0  5кВатт*5 сек., то емкость требуется копеечная.
Максимум 7 Ватт*ч. Можно взять с запасом до 10 Ватт*ч.

а) эти цифры явно не про мотоцикл
б) ёмкость ионисторов указывается для полного диапазона напряжений от нуля до максимального. Параллельно включённый аккумулятор не даст использовать ионисторы в таком режиме. В итоге их эффективно используемая ёмкость будет на порядки ниже, чем паспортная.
в) Неразрывно связанный с предыдущим факт: сопротивление у них хоть и ниже, но при сравнимых с аккумулятором ёмкостях. Если их ёмкость будет на один разгон, а аккумуляторов на 100км, то и сопротивление ионисторов будет сильно выше аккумуляторов, значит опять же при разгонах и торможениях они возьмут на себя мизерный процент от общего тока.

Т.е. напрямую включать бесполезно. Значит нужна какая-то заморочная коммутационная аппаратура, которая по каким-то алгоритмам будет переключать нагрузку между аккумулятором и конденсатором для наиболее эффективного использования обоих. Это лишняя стоимость, лишние коммутационные потери энергии, лишние точки отказа. Лишняя масса, в конце концов. Всё это лишнее, потому что современные аккумуляторы прекрасно справляются с разумными разгонными токами, на коротких импульсах они сами себе ионисторы.

[илс]

Хоть и немного не по теме, но работающие образцы уже есть.
И судя по всему, можно будет брать для буфера, типа конденсаторов.
https://sdelanounas.ru/blogs/124528/ Более развернутая статья есть на РБК.
====
Цену обещают на 30-50% дороже существующих ХИТ с низким импедансом.
По слухам, Тесла уже тестит эксперементальные батареи.

Правда, в подобных проектах меня всегда смущала мощность зарядных устройств.
Чтобы напр. зарядить киловатный скутер за 5-10 мин...какая мощность должна быть у зарядки? 

[AlexS4]

Чтобы напр. зарядить киловатный скутер за 5-10 мин...какая мощность должна быть у зарядки?

ну можно медленно заряжать буфферный стационарный ионистор или хит или маховик, на публичных заправках, конечно в случае персонального использования проще держать пару батарей и менять их заряжая неторопясь...

[tmiaer]

Чтобы напр. зарядить киловатный скутер за 5-10 мин...какая мощность должна быть у зарядки? 

Всего 6-12кВт
Тесловские 250квт на третьем суперчарджере уже в продакшене. Так что со скутерами точно проблем не будет.

Даже для зарядки полного бака условной теслы за пять минут нужен всего... мегаватт.
Да-да, всего.
На фоне потребления электропоездов это так, копейки. 

[tmiaer]

конечно в случае персонального использования проще держать пару батарей и менять их заряжая неторопясь...

Дома и так торопиться, как правило, некуда. Быстрая зарядка нужна в дороге