使用超级电容器的汽车助力器有多实用？

当前，汽车增压器（便携式设备充有电源，然后在汽车电池没电时连接到汽车电气系统以启动汽车）通常使用电池-铅酸，锂离子或磷酸铁锂。几年后，助推器中的电池将耗尽。

用一堆更耐用的超级电容器代替助推器中的电池是否可行？

我开始回答这个问题，希望答案不是“偶然”，但快速浏览一下规格和价格会建议您做一些有趣的事情，并且在某种程度上可能有用，但是到目前为止，它确实不切实际，肯定具有成本效益，不太可能在摩尔定律的几个周期内仍然具有成本效益。

假设启动需要在12v下500 A持续1秒钟。
在许多情况下，这太高了-但是长时间持续较长时间的较低电流是很普遍的，尤其是在一个非常寒冷的早晨。
调整假设以适应。

电容器中的能量 对于1法拉在12伏时=每法拉说70瓦秒。
$= \frac{1}{2}CV^2$
$= 0.5 \cdot 1 \cdot 144$

汽车启动=秒以上 = 6000瓦秒。$12V \cdot 500A \cdot 1$

因此，在12V =提供此能量所需的电容。
$\frac{6000}{70} =~ 100 F$

由于技术原因，大多数超级电容器的额定电压为2.5V至3.3V。

您可以使用诸如550 x 270 x 110毫米，重13千克的42V 100F单元之类的对接模块。注意它存储88200焦耳，因此88200/6000〜=容量是上述单启动解决方案的15倍。

要从3v3的电容构建一个12V的电容，需要串联4个电容，而串联2V5 = 5则需要5V。串联放置电容器会降低电容，而与数量成反比，因此使用3v3电容器需要400F，使用2V5电容器需要500F。

Murphy处于活动状态，明智的做法是在2V5时使用1000F x 12v = 5 x 200F。

在这个阶段，它变得很有趣，因为我们发现例如Digikey会向您出售该范围内的超级电容。

每个Farad的成本大约为10美分，因此200F ~~ = 20美元（4美元）的成本为80美元。说$ 1000。

看一下规格说明我们还没有到那儿。
没有规定最大放电电流，但是内部电阻约为10毫欧，短路时可能是200安培以上。为最大功率传输而加载的负载为Rload = Rinternal = 10毫欧，即100 + A。
对于汽车起步来说，这还不够脏，我们还没有研究过压降来提取能量等。

请注意，在$\frac{V}{2}$一个上限已消耗掉其能量的75％。
如果上限是所需能量的两倍，那么将其排放到70％将释放一半的内部能量，而另一半将存储下一次。”

显然，一开始就可以使用的“电池”通常没有用。需要更大的上限和更大的费用。即使那样，也无法接近电池的能量容量。

所以-尚不实用-但要慢慢前往。大约10年（大约7个摩尔定律）

470-3300法拉x 2.5 V电池。

泄漏：

上述泄漏为0.5C mA-因此，对于200 F的电容，其泄漏为100 mA。法拉将提供10秒钟的电压并降低电压。

$2 \cdot 200F = 400$

电池直至充电点的电压曲线相对平坦。电容器的电压与电荷呈线性关系。

使用电池时，您可以按照在各种充电百分比范围内都能满足电压要求的方式来设置辅助电池组。

对于电容器，这不是一个选择，因为电压会随着使用而迅速变化。要完全使用它，您将需要一些电力电子设备来提供正确的电压。

而且，目前超级电容器的比能量（每重量存储的能量）仍低于电池提供的能量。这可能会在几年内改变。

因此，目前，超级电容提供的能量更少，并且需要更多的电力电子设备，从而使它们无法有效地用作电源。

非常有趣的讨论；我感谢详尽而详尽的计算。即使当前的技术似乎表明这不是实际应用，我还是找到了一个成功的修补匠：http : //www.youtube.com/watch?v= GPJao1xLe7w 这是设计用于安装的商业产品在18轮车上以确保起动动力；在此设计中，四个卡车电池之一与超级电容器发动机启动模块交换，但其自身的接线：http : //www.maxwell.com/products/ultracapacitors/products/engine-start-module

也许经过仔细的设计考虑，这些超级电容器阵列在某些情况下可能很有用。

作为工作的一部分，我有一些工具可以比较给定的起始电压，终止电压，负载功率和时间下的电容器组。也要考虑ESR和EOL值。当然，我的数据库并不具备所有超级能力，但其中有许多最可能的嫌疑人。

因此，假设您通常使用的电池在卸载时为13.2V，在加载至500A时降至7V。我们可以从低端电压计算出功率，因为​​这显然足以启动汽车。拉3500W用于从超电容一秒，仍停留在电压范围内，我看到的最好的组合是两种这些并行。因此，您要谈论的是超过$ 3k的超级电容来替换约$ 100的电池。您可能可以只使用一个超级电容器模块，而不是两个，尤其是如果您不使用寿命终止值，但是开销却要少得多，ESR损失将大大增加。即便如此，即使直接采用制造商的批量定价，您仍然可以谈论$ 1500。

因此这是可行的，而且并非完全疯狂。它是否具有成本效益，很大程度上取决于电池成本，以及在备用电池寿命期内需要更换电池的频率。

关于您如何为超级电容充电，我认为这不是问题。一秒钟后，在3500W负载下，该电容上的端子电压约为10.2V，因此，我们所说的电容损失的电容为11.5 kJ。（因此，我们要向负载提供3.5 kJ的能量，而ESR损失8 kJ！）只需几秒钟即可从墙上的插座充电。如果您想再打一次，并且附近有墙上插座，那应该没问题。而且您还远没有达到电容器的电压极限，这意味着您的充电器不需要像Li充电器那样特别聪明。

编辑：我再次遇到这个问题，并根据更新的工具，价格和可用零件重新计算了数字。最具成本效益的解决方案，现在看来是五个这些并行，与大约$ 600的成本。而且这仍然假设上限是EOL值。对于名义而言，您只需要并联三个即可。在过去两年中取得了巨大的进步！它实际上可能会为自己付出代价！