'能源科技新知:移動應用能源'

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能源科技新知:移動應用能源(上篇)

摘要:

1)提出一種全新的能源類別劃分:移動應用能源。

2)總結移動應用能源的規律。提出如何發展移動應用能源科技的策略。

3)移動應用能源將會是人類能源應用的主要形式,未來人工智能成為勞動的主體,而人工智能要替代人,成為能源利用的主體。人工智能大部分能源利用都是移動應用。

4)未來人類地球、月球和火星之間的往返將可以如現在大型航空飛機一樣頻繁。這些跨越星體的人類活動需求能源總量巨大,這些人類活動都是移動應用能源場景。

今天我們介紹一種課本沒有、常識不說的概念:移動應用能源。

在能源種類裡,增加一個移動應用能源是否有必要。移動應用能源是指:能源載體跟隨能源利用裝置運動,能源裝置不具備自發生產能源的能力,必須從外部補能。當前移動應用能源主要是有交通工具所用的能源,交通能源佔到人類應用能源總量的20~40%之間。在未來人工智能、星際往返將是能源主要應用場合,其需求的能源總量遠高於當前人類已使用能源的總量。而交通工具、人工智能、星際往返場景的能源都是移動應用能源的場景。增加這樣一個能源分類的目的是發現並利用其能源規律。

舉例說明一下,煤炭在用來燒水做飯,不算是移動應用能源。利用煤炭燃燒加熱蒸汽機驅動火車,這樣的應用場景是移動應用能源。

移動應用能源有什麼特點呢?

移動應用能源特點有:

1)能源載體能量密度很重要、在合理範圍內功率密度、能量密度越高越好。

2)補能方式,能源利用裝置內裝載能量總量的有限,必須及時補充能量。

3)能源利用裝置本身也需要考慮能量轉換效率、及能量利用密度。

4)能源載體輸出特性要更好匹配能源利用裝置的需求。

5)利用合理技術降低外部耗能需求因素,採用能源利用裝置合理回收外部反饋能量。

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能源科技新知:移動應用能源(上篇)

摘要:

1)提出一種全新的能源類別劃分:移動應用能源。

2)總結移動應用能源的規律。提出如何發展移動應用能源科技的策略。

3)移動應用能源將會是人類能源應用的主要形式,未來人工智能成為勞動的主體,而人工智能要替代人,成為能源利用的主體。人工智能大部分能源利用都是移動應用。

4)未來人類地球、月球和火星之間的往返將可以如現在大型航空飛機一樣頻繁。這些跨越星體的人類活動需求能源總量巨大,這些人類活動都是移動應用能源場景。

今天我們介紹一種課本沒有、常識不說的概念:移動應用能源。

在能源種類裡,增加一個移動應用能源是否有必要。移動應用能源是指:能源載體跟隨能源利用裝置運動,能源裝置不具備自發生產能源的能力,必須從外部補能。當前移動應用能源主要是有交通工具所用的能源,交通能源佔到人類應用能源總量的20~40%之間。在未來人工智能、星際往返將是能源主要應用場合,其需求的能源總量遠高於當前人類已使用能源的總量。而交通工具、人工智能、星際往返場景的能源都是移動應用能源的場景。增加這樣一個能源分類的目的是發現並利用其能源規律。

舉例說明一下,煤炭在用來燒水做飯,不算是移動應用能源。利用煤炭燃燒加熱蒸汽機驅動火車,這樣的應用場景是移動應用能源。

移動應用能源有什麼特點呢?

移動應用能源特點有:

1)能源載體能量密度很重要、在合理範圍內功率密度、能量密度越高越好。

2)補能方式,能源利用裝置內裝載能量總量的有限,必須及時補充能量。

3)能源利用裝置本身也需要考慮能量轉換效率、及能量利用密度。

4)能源載體輸出特性要更好匹配能源利用裝置的需求。

5)利用合理技術降低外部耗能需求因素,採用能源利用裝置合理回收外部反饋能量。

能源科技新知:移動應用能源

圖 1 LY混動車典型設計

上面5點特性,可以非常好低解釋移動應用能源系統。可以非常好的解釋並優化移動能源利用裝置。

下面從電動化車輛的設計去說明:如何利用移動應用能源系統規律,優化其設計。

1)我們知道電動車鋰電池密度在120~300WH/KG,功率密度在充電倍率1~4C之間,如何才能提高車載能源密度呢?努力去提高電池電芯能量密度並不是一個最佳的方案,通過使用單體能量密度更高的甲醇、汽柴油構成一個混合能源載體。車輛需求功率是波動,最大功率是平均功率的約5~15倍,降低高能量密度的甲醇、汽柴油功率密度,可以降低發動機重量。從而提高了整個能源載體能量密度。按照這樣的思路,使用小功率增程發動機、發電機複用驅動。是目前能夠提高能源密度的兩個有效方法。

2)電動化車輛的補能方式,限於充電設施、加油站等補能方式的限制。什麼樣的補能方式才是最優的呢?當你把車輛當成一個能量容器,這個容器需要從外部獲得能量。能量獲得速度越快越好,能量價格越便宜越好。車主的補能方式場景非常多,我們設計車輛的時候能否把補能方式都配備了,讓車主根據實際使用情況來自選選擇。故LY混動車中設計了小功率2~15KW車載充電機,4C最大車輛功率快充,加油站加油補充增程系統燃油,外部機械充能(利用皮帶帶動增程發電機發電)。這四種補能方式可以讓電動化車輛不再存在里程焦慮和充電難等缺點。

3)減少車載能源利用裝置如電機、發動機、傳動和車身輕量化等等部件重量,提高電動機、發電機、發動機的效率,也是提高車輛整體能量密度的關鍵。

4)車輛每次出行需求所需要的能源是可能不同的,有可能是車載能源的1%,也有可能是車載能源100%,中途還需要多次補能。讓車載能源儘可能匹配出行需求,如讓車載電池能夠滿足車主90%以上出行需求,比如在160公里以內,電池電量低於50公里,停車充電或者讓增程系統發電。這種的做法是能源總量匹配,另外還有能源的轉換匹配。也就是電機、發動機的功率匹配動力需求,這樣可以保證電機長時間運行在高效區間。LY混動車通過電機功能複用、拆分確保了電機,發電機都能夠保證在高效區間運行。

5)降低外部能耗因素、利用外部反饋能量。也是車輛常用的設計。

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能源科技新知:移動應用能源(上篇)

摘要:

1)提出一種全新的能源類別劃分:移動應用能源。

2)總結移動應用能源的規律。提出如何發展移動應用能源科技的策略。

3)移動應用能源將會是人類能源應用的主要形式,未來人工智能成為勞動的主體,而人工智能要替代人,成為能源利用的主體。人工智能大部分能源利用都是移動應用。

4)未來人類地球、月球和火星之間的往返將可以如現在大型航空飛機一樣頻繁。這些跨越星體的人類活動需求能源總量巨大,這些人類活動都是移動應用能源場景。

今天我們介紹一種課本沒有、常識不說的概念:移動應用能源。

在能源種類裡,增加一個移動應用能源是否有必要。移動應用能源是指:能源載體跟隨能源利用裝置運動,能源裝置不具備自發生產能源的能力,必須從外部補能。當前移動應用能源主要是有交通工具所用的能源,交通能源佔到人類應用能源總量的20~40%之間。在未來人工智能、星際往返將是能源主要應用場合,其需求的能源總量遠高於當前人類已使用能源的總量。而交通工具、人工智能、星際往返場景的能源都是移動應用能源的場景。增加這樣一個能源分類的目的是發現並利用其能源規律。

舉例說明一下,煤炭在用來燒水做飯,不算是移動應用能源。利用煤炭燃燒加熱蒸汽機驅動火車,這樣的應用場景是移動應用能源。

移動應用能源有什麼特點呢?

移動應用能源特點有:

1)能源載體能量密度很重要、在合理範圍內功率密度、能量密度越高越好。

2)補能方式,能源利用裝置內裝載能量總量的有限,必須及時補充能量。

3)能源利用裝置本身也需要考慮能量轉換效率、及能量利用密度。

4)能源載體輸出特性要更好匹配能源利用裝置的需求。

5)利用合理技術降低外部耗能需求因素,採用能源利用裝置合理回收外部反饋能量。

能源科技新知:移動應用能源

圖 1 LY混動車典型設計

上面5點特性,可以非常好低解釋移動應用能源系統。可以非常好的解釋並優化移動能源利用裝置。

下面從電動化車輛的設計去說明:如何利用移動應用能源系統規律,優化其設計。

1)我們知道電動車鋰電池密度在120~300WH/KG,功率密度在充電倍率1~4C之間,如何才能提高車載能源密度呢?努力去提高電池電芯能量密度並不是一個最佳的方案,通過使用單體能量密度更高的甲醇、汽柴油構成一個混合能源載體。車輛需求功率是波動,最大功率是平均功率的約5~15倍,降低高能量密度的甲醇、汽柴油功率密度,可以降低發動機重量。從而提高了整個能源載體能量密度。按照這樣的思路,使用小功率增程發動機、發電機複用驅動。是目前能夠提高能源密度的兩個有效方法。

2)電動化車輛的補能方式,限於充電設施、加油站等補能方式的限制。什麼樣的補能方式才是最優的呢?當你把車輛當成一個能量容器,這個容器需要從外部獲得能量。能量獲得速度越快越好,能量價格越便宜越好。車主的補能方式場景非常多,我們設計車輛的時候能否把補能方式都配備了,讓車主根據實際使用情況來自選選擇。故LY混動車中設計了小功率2~15KW車載充電機,4C最大車輛功率快充,加油站加油補充增程系統燃油,外部機械充能(利用皮帶帶動增程發電機發電)。這四種補能方式可以讓電動化車輛不再存在里程焦慮和充電難等缺點。

3)減少車載能源利用裝置如電機、發動機、傳動和車身輕量化等等部件重量,提高電動機、發電機、發動機的效率,也是提高車輛整體能量密度的關鍵。

4)車輛每次出行需求所需要的能源是可能不同的,有可能是車載能源的1%,也有可能是車載能源100%,中途還需要多次補能。讓車載能源儘可能匹配出行需求,如讓車載電池能夠滿足車主90%以上出行需求,比如在160公里以內,電池電量低於50公里,停車充電或者讓增程系統發電。這種的做法是能源總量匹配,另外還有能源的轉換匹配。也就是電機、發動機的功率匹配動力需求,這樣可以保證電機長時間運行在高效區間。LY混動車通過電機功能複用、拆分確保了電機,發電機都能夠保證在高效區間運行。

5)降低外部能耗因素、利用外部反饋能量。也是車輛常用的設計。

能源科技新知:移動應用能源

圖 2 登月工程耗能巨大

上面的這些設計思想同樣可以利用在其他移動應用能源上,比如阿波羅載人登月工程、人工智能主觀能動勞動工具。下面我們通過阿波羅登月工程來說明如何利用移動應用能源的規律、優化登月工程設計。(以下內容詳見 能源科技新知:移動應用能源(下篇))

1)提升能量密度

2)補能方式

3)能源利用裝置的能量密度,轉換效率

4)特性匹配

5)降低外因損耗、回收反饋能量

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能源科技新知:移動應用能源(上篇)

摘要:

1)提出一種全新的能源類別劃分:移動應用能源。

2)總結移動應用能源的規律。提出如何發展移動應用能源科技的策略。

3)移動應用能源將會是人類能源應用的主要形式,未來人工智能成為勞動的主體,而人工智能要替代人,成為能源利用的主體。人工智能大部分能源利用都是移動應用。

4)未來人類地球、月球和火星之間的往返將可以如現在大型航空飛機一樣頻繁。這些跨越星體的人類活動需求能源總量巨大,這些人類活動都是移動應用能源場景。

今天我們介紹一種課本沒有、常識不說的概念:移動應用能源。

在能源種類裡,增加一個移動應用能源是否有必要。移動應用能源是指:能源載體跟隨能源利用裝置運動,能源裝置不具備自發生產能源的能力,必須從外部補能。當前移動應用能源主要是有交通工具所用的能源,交通能源佔到人類應用能源總量的20~40%之間。在未來人工智能、星際往返將是能源主要應用場合,其需求的能源總量遠高於當前人類已使用能源的總量。而交通工具、人工智能、星際往返場景的能源都是移動應用能源的場景。增加這樣一個能源分類的目的是發現並利用其能源規律。

舉例說明一下,煤炭在用來燒水做飯,不算是移動應用能源。利用煤炭燃燒加熱蒸汽機驅動火車,這樣的應用場景是移動應用能源。

移動應用能源有什麼特點呢?

移動應用能源特點有:

1)能源載體能量密度很重要、在合理範圍內功率密度、能量密度越高越好。

2)補能方式,能源利用裝置內裝載能量總量的有限,必須及時補充能量。

3)能源利用裝置本身也需要考慮能量轉換效率、及能量利用密度。

4)能源載體輸出特性要更好匹配能源利用裝置的需求。

5)利用合理技術降低外部耗能需求因素,採用能源利用裝置合理回收外部反饋能量。

能源科技新知:移動應用能源

圖 1 LY混動車典型設計

上面5點特性,可以非常好低解釋移動應用能源系統。可以非常好的解釋並優化移動能源利用裝置。

下面從電動化車輛的設計去說明:如何利用移動應用能源系統規律,優化其設計。

1)我們知道電動車鋰電池密度在120~300WH/KG,功率密度在充電倍率1~4C之間,如何才能提高車載能源密度呢?努力去提高電池電芯能量密度並不是一個最佳的方案,通過使用單體能量密度更高的甲醇、汽柴油構成一個混合能源載體。車輛需求功率是波動,最大功率是平均功率的約5~15倍,降低高能量密度的甲醇、汽柴油功率密度,可以降低發動機重量。從而提高了整個能源載體能量密度。按照這樣的思路,使用小功率增程發動機、發電機複用驅動。是目前能夠提高能源密度的兩個有效方法。

2)電動化車輛的補能方式,限於充電設施、加油站等補能方式的限制。什麼樣的補能方式才是最優的呢?當你把車輛當成一個能量容器,這個容器需要從外部獲得能量。能量獲得速度越快越好,能量價格越便宜越好。車主的補能方式場景非常多,我們設計車輛的時候能否把補能方式都配備了,讓車主根據實際使用情況來自選選擇。故LY混動車中設計了小功率2~15KW車載充電機,4C最大車輛功率快充,加油站加油補充增程系統燃油,外部機械充能(利用皮帶帶動增程發電機發電)。這四種補能方式可以讓電動化車輛不再存在里程焦慮和充電難等缺點。

3)減少車載能源利用裝置如電機、發動機、傳動和車身輕量化等等部件重量,提高電動機、發電機、發動機的效率,也是提高車輛整體能量密度的關鍵。

4)車輛每次出行需求所需要的能源是可能不同的,有可能是車載能源的1%,也有可能是車載能源100%,中途還需要多次補能。讓車載能源儘可能匹配出行需求,如讓車載電池能夠滿足車主90%以上出行需求,比如在160公里以內,電池電量低於50公里,停車充電或者讓增程系統發電。這種的做法是能源總量匹配,另外還有能源的轉換匹配。也就是電機、發動機的功率匹配動力需求,這樣可以保證電機長時間運行在高效區間。LY混動車通過電機功能複用、拆分確保了電機,發電機都能夠保證在高效區間運行。

5)降低外部能耗因素、利用外部反饋能量。也是車輛常用的設計。

能源科技新知:移動應用能源

圖 2 登月工程耗能巨大

上面的這些設計思想同樣可以利用在其他移動應用能源上,比如阿波羅載人登月工程、人工智能主觀能動勞動工具。下面我們通過阿波羅登月工程來說明如何利用移動應用能源的規律、優化登月工程設計。(以下內容詳見 能源科技新知:移動應用能源(下篇))

1)提升能量密度

2)補能方式

3)能源利用裝置的能量密度,轉換效率

4)特性匹配

5)降低外因損耗、回收反饋能量

能源科技新知:移動應用能源

圖 3 人工智能能源利用裝置將會是能源利用主體

通過以上對電動化車輛、登月工程的移動應用能源的設計優化。說明了這樣一種新發現能源規律。可以預計未來移動應用能源將會是人類利用能源的主要形式。尤其其當人工智能替代人類成為勞動主力,如何讓移動應用能源更好服務人類生產生活?這個議題才剛剛提出,如同一座剛剛被發現的寶藏,可以讓廣大科研、技術人員尋寶。

來源:第一電動網

作者:LY說新能源

本文地址:https://www.d1ev.com/kol/96045

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