本发明专利技术提供了一种用于车辆的电力系统。该电力系统包括连接至电池充电器的类似超级电容器的电子电池。电池充电器向类似超级电容器的电子电池提供能量。加热器操作地连接至类似超级电容器的电子电池以提供能量来加热类似超级电容器的电子电池，从而降低类似超级电容器的电子电池的内阻抗。充电装置操作地连接至电池充电器。马达操作地连接至车辆和类似超级电容器的电子电池。反馈回路控制器操作地连接至加热器、类似超级电容器的电子电池和马达。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及固态能量储存装置，尤其涉及这种装置内的电解质薄膜。本专利技术还涉及使用这些储存装置来驱动车辆的方法及系统。
技术介绍
随着发展中国家的工业化和需求增加，已知的全球储油量正以飞快的速度逐渐减少。2008年每桶原油的价格超过了 100美金，并且在未来可能更贵。对于发电，存在许多燃油发电厂的替代方案天然气、煤、核能和水力发电厂已经广泛设置在美国和其它工业化国家。然而，燃烧天然气和煤都会导致大气层内二氧化碳浓度增加，且随着全球变暖加速，各国政府正在寻求这些日益关注的焦点的解决方案，所以目前对于诸如太阳能、风力和潮汐这些可再生能源感兴趣。现今路上行驶的汽车大都使用从原油当中提炼的汽油或柴油燃料。除非可以将这些车辆转变成其他形态的能量运转，否则我们对交通工具的选择一定会受到高油价的严重冲击。未来某些汽车可使用氢气、天然气、液化石油气、生化柴油或电能来运转。本专利技术的目的是提供一种运用燃料电池、电容器以及电池的许多优点，并且涉及到制作和制造这种电力系统的净能量平衡最佳化的车辆推进选项。应该理解，燃料电池是一种在将化学能转换成电能方面非常有效的装置。现今可用的最有效和弹性的燃料电池技术是固态氧化物燃料电池(SOFC)，这种电池可以在许多不同种的碳氢化合物或氢气上操作。SOFC的主要缺点是在高温下操作，并且若使用碳氢化合物燃料则会排放二氧化碳。其他类型的燃料电池诸如直喷甲醇和氢燃料电池的运转温度低很多，然而根据整体化学反应2CH30H+3& = 2C02+4H20，前者仍然会产生二氧化碳。车辆应用使用燃料电池的另一缺点是它们与电池或电容器比较时，每功率瓦数的成本非常高。当考虑特定车辆推进应用需要多大的燃料电池时，根据所需最大平均功率设定燃料电池的尺寸以及当加速、爬陡坡等时提供辅助能量储存装置来提供额外电力是最经济的方式。现今的复合式电车和插电式电动车主要使用镍氢(NiMH)锂离子电池；早期使用比较便宜但重的铅酸电池的车款大多已经没有行使。大多数专家相信，未来大部分电动车都将使用锂离子电池，类似于iTesla Roadster或即将上市的Chevrolet Volt内使用的电池。这些车的电池组非常昂贵并且需要大量的能量进行制造。不幸的是，大多数移动电话和膝上电脑内锂离子电池的使用者可证实，这些电池的容量和性能会随时间降低。人们仍旧想要知道，电动车专用的最新一代锂离子电池将维持多久。实验室内测得的使用寿命和保存期限并不一定总是忠实反映出实际使用情况，因为在一般行使情况下将会经历许多不可预测的环境。真正的危机在于，现今所制造的电动车不能节省制造时所需的额外能量。如果电池的使用寿命不长，那么净能量平衡为负值的可能性很高。除了帮助降低整体二氧化碳排放之外，使用大型、短寿命电池制作的电动车实际上增加了能量消耗，因此加速了全球变暖。如果电动车内的电池平均每天充电/放电一次，那么电池应该有远超过5，000次循环的循环寿命，以确保车辆可持续行驶10年。许多车主预期自己的车能够开的比这更久，但是在马路上倒是不常见到车龄为30年的汽车。旧式电动车的电池更换的过高成本迫使大多数车主购买新车，而制造新车所需的能量远超过只制造电池所需的能量。因此，人们需要一种未来车辆电力系统中所使用的昂贵和关键成分，其非常坚固，且其使用寿命远超过化学电池已经能达到的时间。电化学电池具有有限寿命的主要原因是因为它们的电极会在充电和放电期间经历化学变化。这些变化可以具有相位变化、结构变化和/或体积变化的形式，这些全都会随时间严重耗损电极的完整性，并且减少电池容量。的确，最新一代锂离子电池中的充电和放电过程都必须小心控制，过充或过放都可能限制性能并导致电池过早故障。反之，电容器以电荷形式将其能量储存在电极上。不涉及化学变化，并且大部分电容器具有数百万次以上100%深度放电的使用寿命。电容器的充放电速度也源超过电化学电池，这对于再生刹车期间迅速捕捉释放的能量非常有吸引力。的确，现今许多复合式电车、插电复合式电车以及全电动车都已经为了这个目的而开始利用超级电容器，这进一步证实电容器的坚固性以及使用寿命，刹车的温度通常非常高，更不用说每天的刹车次数不只一次！传统静电和电解电容器广泛运用在电子电路应用，但是每单位重量或体积只能储存相对少量的能量。电化学双层(EDL)电容器的出现在功率密度和使用寿命比能量密度更重要的前提下，以提供传统电化学电池的可行替代方案。事实上，最新一代EDL超级电容器具有 25Wh/kg的比能，大约与铅酸电化学电池相同。现有技术这里描述的电力系统的关键致能技术为使用熔盐电解质超级电容器，其通常在室温之上运转并且具有可与电化学电池相比较的高比能。因此，现有技术由用于驱动目前车辆的店里系统和超级电容器本身组成目前最新式的超级电容器还不适于用作电力系统中的主要电力提供部件。目前马路上的大多数车辆都属于下列类别之一由内燃机(ICE)所驱动的车辆、 使用内燃机和电池组一起的复合式电车、使用可充电式电化学电池的插电复合式电车和全电动车以及由燃料电池驱动的车辆。这些车辆中的许多车辆已经配备再生刹车系统，其使用超级电容器以在刹车期间恢复能量。我们长久以来知道，在电解质与不可逆电极间的界面上存在非常大的电容量。请5参见 R. Kotz 和M. Carlen 发表于Electrochimica Acta 45，2483-2498 (2000)的“Priciples and Applications of Electrochemical capacitors (电化学电容器的原理禾口应用)，，。此现象运用在现今市面上可获得的电化学双层(EDL)超级电容器(有时称为 “超电容器”)。请参见2007年4月美国能源部内Iteport of the Basic Energy Science Workshop in Electrical Energy Storage (电能储存中基本能量科学工厂报告)的“Basic Research Needs for Electrical Energy Storage (电能储存的基本研究需要)”。此机制的接受要追溯到1853年，当时赫姆霍兹(von Helmholtz)发现电化学双 M。 i青 Helmholtz, Ann. Phy s. (Leipzig) 89 (1853) 211。如果两个电极都浸泡在电解质中，那么将在最接近正电极处形成来自电解质的单个负离子层，而将在前述负离子附近形成来自电解质的第二正离子层，形成所谓的“赫姆霍兹双层”。在相对的负电极发生类似过程，不过在该情况中，正离子形成最靠近电极的层，如图1内示意示出。因为此双层只形成于电极与电解质之间的界面上，所以有必要建立可将可将此界面区域最大化的结构。传统地，EDL超级电容器由高度表面积碳粉和电解液制成。请参见 B. E. Conway, "Electrochemical Supercapacitors-Scientific Fundamentals and Technological Applications (电化学超级电容器-科学基础及技术应用)”，Kluwer, New York,1999。然而，EDL超级电容器的电容量并不一定总是与表面积成本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：维尔讷·奥斯卡·马蒂恩森已去世，格林·杰里米·雷诺兹，
申请(专利权)人：OC欧瑞康巴尔斯公司，罗莎琳达·马蒂恩森，
类型：发明
国别省市：
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