Czym jest superkondensantor?
Ultrakondensator, znany również jako superkondensator lub kondensator dwuwarstwowy, to urządzenie zdolne do długotrwałego magazynowania energii, którą może przechowywać i uwalniać szybciej niż klasyczna bateria.
Podczas gdy baterie przechowują energię poprzez reakcje chemiczne, standardowe kondensatory przechowują energię w polu elektrycznym między dwiema elektrodami - podobnie jak ładunek statyczny, który gromadzi się, gdy balon jest pocierany o czyjeś włosy. Kondensatory mają jednak bardzo niską pojemność, ponieważ przechowują energię w postaci elektronów, które odpychają się wzajemnie.
Z drugiej strony, superkondensatory nie przechowują bezpośrednio elektronów. Zamiast tego przechowują dodatnio i ujemnie naładowane jony i wykorzystują ciekły elektrolit do ułatwienia przepływu energii; w przeciwieństwie do baterii, nie zachodzą w nich żadne reakcje chemiczne. Skutkuje to znacznie krótszymi czasami ładowania i rozładowania, co sprawia, że superkondensatory są idealne do zastosowań motoryzacyjnych, które wymagają szybkiego przekazania dużej mocy lub szybkiego przechowywania, na przykład gdy energia jest odzyskiwana w wyniku hamowania.
Superkondensatory mają również znacznie dłuższy cykl życia niż baterie, ponieważ nie zachodzą w nich zmiany fizyczne lub chemiczne przyspieszające degradację. Typowa bateria może wytrzymać od 2000 do 3000 cykli ładowania, podczas gdy superkondensator może wytrzymać ponad milion cykli. Superkondensatory są bardziej stabilne niż baterie, nie zawierają metali ciężkich i mają zakres temperatur pracy od -40°C do 65°C.
Superkondesantor a akumulator 12V
Superkondensatory nie mają wystarczającej pojemności, aby służyć jako akumulator trakcyjny w pojazdach elektrycznych (EV), ale są ciekawą alternatywą dla akumulatora kwasowo-ołowiowego 12V, który zasila systemy niskonapięciowe, takie jak tablice przyrządów, systemy info-rozrywki, oświetlenie LED czy też czujniki.
Podczas gdy pojazdy elektryczne zazwyczaj wykorzystują przetwornice DC-DC do obniżania napięcia z głównego akumulatora pojazdu w celu zasilania komponentów niskonapięciowych, tradycyjne akumulatory kwasowo-ołowiowe 12V są nadal powszechnie stosowane do zapewnienia dodatkowego zasilania. Niektóre modele pojazdów elektrycznych wykorzystują akumulatory litowo-jonowe 12V lub 14V zamiast akumulatorów kwasowo-ołowiowych, ponieważ wyższa gęstość energii technologii litowo-jonowej pozwala im osiągnąć mniejszy rozmiar przy zapewnieniu tej samej mocy. Są one jednak droższe i nie zapewniają takiego samego prądu udarowego, jak akumulatory kwasowo-ołowiowe.
Z pomocą przychodzą superkondensatory. Ważące około 60 procent mniej niż ich odpowiedniki w postaci akumulatorów kwasowo-ołowiowych, superkondensatory 12V stanowią rozwiązanie pomagające producentom pojazdów zoptymalizować masę. Zapewniają także wymagany prąd udarowy - przy jednoczesnym obniżeniu kosztów, dzięki ich długiej żywotności. Pomagają również w rozwiązaniu problemu niezawodności pojazdu, problemy z akumulatorem są często wymieniane jako główna przyczyna awarii pojazdów na drodze.
W 2022 r. firma Aptiv otrzymała dofinansowanie na projekt realizowany z dużym producentem pojazdów dla naszego modułu superkondensatora Aptiv Rapid Power Reserve. Będący częścią naszej sieci zasilania 12V klasy ASIL-D, superkondensator zapewnia natychmiastowe zasilanie awaryjne dla systemów o krytycznym znaczeniu dla bezpieczeństwa, takich jak układ kierowniczy i hamulcowy.
Rozwiązanie Aptiv łączy oprogramowanie sterujące zarządzaniem akumulatorem z elektroniką, aby zapewnić maksymalną wydajność przy zoptymalizowanych kosztach i gęstości mocy. Jako jedyny dostawca zarówno "mózgu", jak i "układu nerwowego" pojazdu, Aptiv ma wyjątkowe możliwości dostarczania rozwiązań, które optymalizują całą architekturę pojazdu.
