能源技術(shù)的無限可能

TInergy 是一個(gè)能源社區(qū)，社區(qū)中的人們相信技術(shù)創(chuàng)新使生活的方方面面更具效率，技術(shù)創(chuàng)新更是通向清潔、低價(jià)和可再生能源的橋梁。 作為社區(qū)的一分子，德州儀器的能源專家將分享能源開發(fā)利用的新見解，使能源利用率更上一層樓，在降低能耗的同時(shí)，讓人們享受更美好的生活。

作者：德州儀器 Paul Westbrook更多精彩內(nèi)容，請(qǐng)?jiān)L問 TInergy

今年的底特律汽車展看起來更像是消費(fèi)類電子產(chǎn)品展覽。在展會(huì)上，電無處不在——準(zhǔn)確的說在整個(gè)汽車上到處都是消費(fèi)類電子產(chǎn)品，因?yàn)榈教幎际请妱?dòng)汽車（至少概念如此）。看來唯一阻礙我們不再使用化石燃料的問題就只有恰當(dāng)?shù)哪芰績(jī)?chǔ)存技術(shù)了。

汽油具有相對(duì)較好的能量密度（包括體積比能量密度和質(zhì)量比能量密度）。找到一種高性價(jià)比能量?jī)?chǔ)存方法的競(jìng)爭(zhēng)從未停止過，現(xiàn)在全世界的實(shí)驗(yàn)室和工廠都正在設(shè)計(jì)制造鉛酸電池、鎳氫電池 (NiMH)、鋰離子電池 (Li-ion)、氫氣、壓縮空氣、調(diào)速輪及其他系統(tǒng)。因此，這些概念汽車試圖讓顧客們贊嘆叫絕的同時(shí)，或許還應(yīng)該做一個(gè)小小的聲明——“還沒有找到一款低成本、可靠的電池解決方案。”雖然純電動(dòng)汽車大多都停留在宣傳和炒作階段并有望成為主流，但是很多廠商卻看到了混合動(dòng)力作為一種過渡技術(shù)的諸多好處。光有電池還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，而內(nèi)燃機(jī)和電池組合是一種非常好的過渡步驟。即使按照今天的儲(chǔ)存技術(shù)水平，電混合動(dòng)力汽車的能量消耗也只相當(dāng)于傳統(tǒng)汽油或柴油動(dòng)力汽車的 ?～?。

盡管我們現(xiàn)在還看不到大量的電動(dòng)汽車穿梭于公路上，但是我們已經(jīng)看到在汽車中電子元器件使用數(shù)量大幅增加。汽車對(duì)硅芯片已經(jīng)有了非常高的依賴性（主要是實(shí)現(xiàn)從 A 點(diǎn)到 B 點(diǎn)的通信），每臺(tái)汽車都安裝了幾十顆微處理器，以便管理大量功能。由電子元器件實(shí)現(xiàn)的功能包括安全氣囊、防抱死剎車系統(tǒng)、穩(wěn)定控制、自適應(yīng)巡航控制、排放控制和發(fā)動(dòng)機(jī)管理，更不用說諸如立體聲音響、MP3 播放器、DVD 播放器、導(dǎo)航系統(tǒng)和藍(lán)牙等信息娛樂系統(tǒng)電子設(shè)備。同樣，電子元器件也會(huì)在能量?jī)?chǔ)存解決方案中發(fā)揮巨大的作用。電子控制裝置將對(duì)電池系統(tǒng)的大能量流入和流出進(jìn)行管理，并優(yōu)化充電/放電率和溫度，以較大化電池系統(tǒng)使用壽命。豐田普銳斯汽車只允許電池充電至容量的80%左右，同時(shí)不允許其放電至 40% 以下。這就極大地延長(zhǎng)了電池的使用壽命，使其總行駛里程達(dá)到 180000 英里以上，使用壽命長(zhǎng)達(dá) 10 年以上。

另外，不要忘了效率。輪胎氣壓傳感器有助于您的輪胎保持正確的充氣壓力。更為理想的情況是，將這些傳感器設(shè)計(jì)成由輪胎轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)。利用自然能源來為設(shè)備提供動(dòng)力，被稱為“能源采集”。由于在胎壓不足情況下行駛，美國(guó)司機(jī)每年都要浪費(fèi)掉大約 12 億加侖的汽油。這一數(shù)字占總消耗量的 1% 左右。

還有一些涉及更多電子元器件的其他節(jié)能解決方案。如果汽車能夠更加緊密地行駛，這將會(huì)增加現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施所承載的汽車數(shù)量，同時(shí)氣動(dòng)耦合效應(yīng)也會(huì)延長(zhǎng)每輛汽車的行駛里程。汽車?yán)走_(dá)、車道識(shí)別以及其他防碰撞系統(tǒng)方面的較新創(chuàng)新技術(shù)，或許有一天會(huì)同汽車結(jié)合，從而可以自動(dòng)地對(duì)高速行駛的汽車進(jìn)行分組，使它們僅僅相距數(shù)英寸——在某種程度上稱為高乘載 (HVO) 車道。

當(dāng)然，還有另外一種替代方法。我們可以規(guī)劃汽車使用來解決這一問題。在擁有良好公共交通設(shè)施的通行社區(qū)周圍進(jìn)行城市規(guī)劃，可以消除大多數(shù)人對(duì)于汽車的需求。你覺得這很荒謬嗎？在紐約市，54%的家庭都沒有自己的汽車。在曼哈頓，77%的家庭沒有汽車。在某些地方人口密度可能已經(jīng)在與能量密度的競(jìng)爭(zhēng)中勝出了。但在美國(guó)卻是一個(gè)例外，因?yàn)樗�的汽車�?shù)量幾乎和人口一樣多。

在德州儀器 (TI)，我們并不構(gòu)建電池系統(tǒng)，但是我們卻設(shè)計(jì)和制造能夠幫助它們更有效工作的所有電子組件。利用能源采集技術(shù)，我們的某些器件甚至可以聲稱“不用安裝電池——因?yàn)椴恍枰�它們。�?/p>

- Paul Westbrook