超级电容器混合动力从根本上提升了锂电池的功率和效率

据NawaTechnologies称，碳超电容器将锂电池的独特优势与疯狂的快速充电相结合，可以为电动汽车节省大量重量并增加显着范围和功率。这家迷人的法国创业公司位于马赛之外，正在研究一种新型电池，它认为它可以在电动汽车领域提供一些巨大的优势，包括其他许多优势。

NawaTechnologies的核心产品是一种新型碳超电容器，与典型的锂离子电池组相比具有一系列显着的优势。

超级电容器的优点

首先，作为一个电容器，它的充电和放电速度与电池相比绝对是惊人的-高达1000倍。我们正在谈论的是在几秒钟内为整个汽车电池充电，或许比用化石燃料装满油箱快三倍。

而且由于没有发生化学反应，仅仅是质子和电子的物理分离，超快速充电不会导致电池产生热量或膨胀。这使碳超电容器的使用寿命非常长，高达一百万次的充电周期。

超电容器的怪物放电率还提供了锂电池的另一个优势。在高功率电动车中，电池的低放电率通常意味着您需要提高电池容量以增加性能。例如，特斯拉ModelS将无法使用较小的电池组激活其Ludicrous速度模式，因为电池放电速率慢会导致电源瓶颈。这对于超级电容器绝对不是问题;这些东西放电足够快，以非常小的电池输出巨大的功率。

使用Nawa方正和首席运营官PascalBoulanger在电话中向我们描述的“用于制造光伏电池板的相同工艺，它具有行业验证，高效和成本效益”的工艺，制造起来也非常便宜且简单。

但这些显着的优势并非Boulanger的关键驱动因素。他认为碳超电容器的环境效益是其最大的电话卡。

Boulanger说：“对我而言，这个梦想来自于我们不使用锂，钴，稀土金属的事实。“这些材料污染严重，而且从地球上提取的过程非常复杂，我们正在从一个从抽取石油到放入汽车的社会转向相同的主题，但是将金属和矿物质提取到电动汽车中。好，因为我们正在摧毁我们的星球。

“Nawa的超级电容器只使用碳和铝，我们的碳源来自自然，可持续的资源，我们不需要开采，当我创造Nawa时，我想要推广这种产品：一种真正的，可持续的方式。。建立更安全，更清洁的电池。“

你可以用Nawa的碳技术完全驾驶一辆车吗？是的，那瓦首席执行官UlrikGrape说。

“人们寻找主要用于小型驱动器的小型汽车，比如城市中心周围，我们的技术将是完美的，”葡萄说。“单凭我们的技术，你可以做到50至100公里（31至62英里），而且你可以在不到10或20秒的时间内为汽车充电，这对于一组电动汽车来说非常适合分享。”

但是这种超级电容器技术确实有缺点。

缺点和混合解决方案

对于初学者来说，尽管功率密度（每单位重量的功率输出量）不在图表中，但能量密度不会与锂电竞争。超级电容器只能容纳锂电池可以管理的每单位重量的约25％的能量，因此具有相同尺寸超级电容器的汽车电池仅具有四分之一的范围。

其次，电容吸入长期储能。把你的车充到你的车库里，你可以预计每天会泄漏10-20％的能量。

纳瓦团队认为，至少在电动汽车领域，超级电容器的全部潜力在与锂电池结合时会解锁。

混合动力锂/碳电池系统可以提供两全其美的解决方案-由于采用了锂电池，因此具有远距离连续驱动和长期电力储存能力，加上超快速部分充电和超大功率输出。

这种混合动力系统还有另外一个隐藏的优势：再生制动能在回收能量方面提高约450％。目前的再生系统被迫将刹车时产生的绝大部分能量都扔掉，这是因为锂电的充电速度非常缓慢，无处可放。

“再生制动中的大部分能量都会因为热量而损失掉，大概百分之八十，”葡萄说。“可能有20％被收回，电动机的发电效率非常高，但电池无法接受充电率，如果将我们的技术与锂电池相结合，我们可以接受高达90％的能量“。

在正常的驾驶情况下，这可能会轻易延长您的电池续航里程。在电动赛车中，这种系统会更加有效，将几乎所有制动能量都存储到一个角落，然后以大幅度的速度将其抽出，从而在转弯之后获得巨大的加速。

“例如，让我们参加E级比赛，”葡萄说。“如果你看看他们在这些汽车上的电池，我们使用我们合作伙伴的数据进行了仿真，并且我们已经分析了它。当我们的技术与锂电池相结合时，我们可以减少电池组的尺寸和重量从300公斤（661磅）到200公斤（441磅）-而且你的行驶距离也会更长，因为我们的效率更高。“

我们相当肯定，我们不需要指出在赛车应用中重量减轻100公斤（220磅）的巨大优势;它将显着延长您的距离和加速度数值，同时增加巨大放电率的额外功率。

这些优势还可以转化为电动卡车应用。

Grape说：“卡车下坡或刹车时，有太多的能量需要收割，而这些车辆上的能量回收系统无法处理所有回来的能源。”

其他应用

碳超电容器可以派上用场。Nawa正在与工业电动工具制造商合作，他们将超快速充电能力和长周期寿命视为构建用于生产线使用寿命更长的工具的机会，这些工具可在工作间隔几秒钟内充电。那里有工厂和仓库机器人。

“我们有一个项目，我们正在开发AGV解决方案-自动导向车，就像你在仓库里看到的一样，”葡萄说。“这些小型机器人的东西正在运行，它们需要拿起包装和移动它们，你可以想像亚马逊这样的公司，大型仓库，我们正在与一家欧洲AGV制造商合作开展一个项目，以此来展示这种应用程序“。

碳超电容器也可用于物联网类型应用。

“在物联网领域，人们正在谈论无电池传感器，”Boulanger说。“传感器内部有一个能量源，传感器需要进行某种测量，然后传输信息，需要一个非常短的缓冲区，我们的技术绝对是非常棒的。”

而在汽车领域，对于如何收费这些东西没有限制，为感应充电开辟了一些有趣的想法。想象一下，只需在充电站将您的车驶过地面即可，然后在10-20秒之后支付充值和开车。如果你能够快速充电，电动车的范围将变得几乎无关紧要。

“如果你想进一步采取这种做法，你可以想象将超级电容器埋在路面下，”葡萄说。“当公共汽车经过时，它可以非常迅速地充电，而超级电容本身可以在下一辆公共汽车来临时更慢地从电网充电。”

另一个关键好处是：结构电池

我们尚未涉及的最后一件事是碳超级电容器的杰出机械性能。它的重量轻，超强，为锂电池无法使用提供了将超级电容器制造到物品结构中的机会。

“我们和空中客车有一个项目，在那里我们测试了我们的技术，看它如何从机械角度和存储方面采取行动，”Boulanger说。“我们可以将电池集成到任何碳纤维结构中。”

“我们的电极的机械性能非常非常强，增加了葡萄。”它可以用来强化复合材料的机械结构。您可以将电池装入汽车的外壳。底盘，门，屋顶，无论你喜欢什么。“

事实上，一个没有独立电池单元的车辆的想法是非常有可能的。

纳瓦目前正在进行原型机的测试和工作，但该团队表示，到2019年下半年，该公司将在离马赛不远的地方建立一条全面生产线。这些超快速碳超电容器的潜力听起来非常棒。我们期待看到纳瓦技术的认真测试。