自動車用途におけるスーパーキャパシタの利点

近年、自動車の普及に伴い、車載電化製品の種類と量が増加しています。これらの製品の多くは、車両の標準的なシガレット ライター インターフェイスを介して供給される、車両自体からの 2 つの電源供給方法を備えています。もう 1 つは、シガレット ライターの電源がオフになった後もデバイスを動作させ続けるために使用されるバックアップ電源です。現在、ほとんどの自動車用電子製品は、液体リチウムイオン電池をバックアップ電源として使用しています。しかし、スーパーキャパシタは徐々にリチウムイオン電池に取って代わりつつあります。なんで？まず、2 つのエネルギー貯蔵デバイスがどのように機能するかを理解しましょう。

スーパーキャパシタのしくみ:

スーパーキャパシタは、極片材料として混合された炭素ベースの活性物質、導電性カーボン ブラック、結合剤を使用し、極性電解質を使用して電解質内の正と負のイオンを吸収し、エネルギー貯蔵用の電気二重層構造を形成します。エネルギー貯蔵プロセス中に化学反応は起こりません。

リチウム電池の動作原理:

リチウム電池は、主に正極と負極の間のリチウムイオンの移動に依存しています。充電および放電プロセス中、リチウム イオンは 2 つの電極間を行き来してインターカレートおよびデインターカレートされます。充電中、リチウムイオンは正極から放出され、電解質を介して負極に挿入され、負極はリチウムリッチな状態になります。充電と放電のプロセスは化学反応です。

上記の 2 つのエネルギー貯蔵要素の動作原理から、ドライブ レコーダーへのスーパーキャパシタの適用がリチウム イオン電池に取って代わることができる理由が結論づけられます。ドライブレコーダーに適用されるスーパーキャパシタの利点は次のとおりです。

1) リチウムイオン電池の動作原理は化学エネルギー貯蔵であり、隠れた危険性があります。利点は、車両の電源を切っても一定期間バッテリー寿命を維持できることですが、リチウムイオンと電解質は可燃性で爆発性があります。リチウムイオン電池は、一度ショートすると発火または爆発する可能性があります。スーパーキャパシタは電気化学部品ですが、エネルギー貯蔵プロセス中に化学反応は発生しません。このエネルギー貯蔵プロセスは可逆的であり、まさにこのため、スーパーキャパシタは何百万回も充電と放電を繰り返すことができます。

2) スーパーキャパシタの電力密度は比較的高い。これは、スーパーキャパシタの内部抵抗が比較的小さく、イオンをすばやく収集および放出できるためです。これは、リチウムイオン電池の電力レベルよりもはるかに高く、スーパーキャパシタの充電および放電速度が比較的高速になります。

3) リチウムイオン電池の耐高温性は良くありません。通常、保護レベルは摂氏 60 度以上です。高温の直射日光や短絡条件の場合、自然発火などを起こしやすくなります。スーパーキャパシタは、-40℃~85℃までの広い温度動作範囲を持っています。

4) 性能が安定し、サイクルタイムが長い。スーパーキャパシタの充電と放電は物理的なプロセスであり、化学的なプロセスを伴わないため、損失は非常に小さいです。

5) スーパーキャパシタは環境に優しく、環境に優しいです。リチウムイオン電池とは異なり、スーパーキャパシタは重金属やその他の有害物質を使用しません。選択と設計が合理的である限り、使用中の高温高圧環境下でのバルジ爆発のリスクはなく、車両の適用シナリオに適しています。

6) スーパーキャパシタは溶接できるので、バッテリーの接触が弱いなどの問題はありません。

7) 特別な充電回路、制御放電回路は不要です。

8) リチウムイオン電池と比較して、スーパーキャパシタは過充電や過放電による使用時間への悪影響を与えません。もちろん、スーパーキャパシタには、放電時間が短く、放電プロセス中の電圧変化が大きいという欠点もあるため、特定の場合にはバッテリーを使用する必要があります。つまり、スーパーキャパシタの利点は、車載製品のアプリケーション シナリオに適しています。ドライブ レコーダーはその一例です。

上記の内容は、自動車用途におけるスーパーキャパシタの利点です。スーパーキャパシタについて知りたい方の参考になれば幸いです。JYH HSU(JEC) Electronics Ltd (または Dongguan Zhixu Electronic Co., Ltd.) は、30 年以上にわたって安全コンデンサの研究開発、製造、およびマーケティングに専念してきました。

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