能源技術的無限可能

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

作者：德州儀器 Paul Westbrook更多精彩內容，請訪問 TInergy

今年的底特律汽車展看起來更像是消費類電子產品展覽。在展會上，電無處不在——準確的說在整個汽車上到處都是消費類電子產品，因為到處都是電動汽車（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的能量儲存技術了。

汽油具有相對較好的能量密度（包括體積比能量密度和質量比能量密度）。找到一種高性價比能量儲存方法的競爭從未停止過，現在全世界的實驗室和工廠都正在設計制造鉛酸電池、鎳氫電池 (NiMH)、鋰離子電池 (Li-ion)、氫氣、壓縮空氣、調速輪及其他系統。因此，這些概念汽車試圖讓顧客們贊嘆叫絕的同時，或許還應該做一個小小的聲明——“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力作為一種過渡技術的諸多好處。光有電池還遠遠不夠，而內燃機和電池組合是一種非常好的過渡步驟。即使按照今天的儲存技術水平，電混合動力汽車的能量消耗也只相當于傳統汽油或柴油動力汽車的 ?～?。

盡管我們現在還看不到大量的電動汽車穿梭于公路上，但是我們已經看到在汽車中電子元器件使用數量大幅增加。汽車對硅芯片已經有了非常高的依賴性（主要是實現從 A 點到 B 點的通信），每臺汽車都安裝了幾十顆微處理器，以便管理大量功能。由電子元器件實現的功能包括安全氣囊、防抱死剎車系統、穩定控制、自適應巡航控制、排放控制和發動機管理，更不用說諸如立體聲音響、MP3 播放器、DVD 播放器、導航系統和藍牙等信息娛樂系統電子設備。同樣，電子元器件也會在能量儲存解決方案中發揮巨大的作用。電子控制裝置將對電池系統的大能量流入和流出進行管理，并優化充電/放電率和溫度，以較大化電池系統使用壽命。豐田普銳斯汽車只允許電池充電至容量的80%左右，同時不允許其放電至 40% 以下。這就極大地延長了電池的使用壽命，使其總行駛里程達到 180000 英里以上，使用壽命長達 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，將這些傳感器設計成由輪胎轉動驅動。利用自然能源來為設備提供動力，被稱為“能源采集”。由于在胎壓不足情況下行駛，美國司機每年都要浪費掉大約 12 億加侖的汽油。這一數字占總消耗量的 1% 左右。

還有一些涉及更多電子元器件的其他節能解決方案。如果汽車能夠更加緊密地行駛，這將會增加現有基礎設施所承載的汽車數量，同時氣動耦合效應也會延長每輛汽車的行駛里程。汽車雷達、車道識別以及其他防碰撞系統方面的較新創新技術，或許有一天會同汽車結合，從而可以自動地對高速行駛的汽車進行分組，使它們僅僅相距數英寸——在某種程度上稱為高乘載 (HVO) 車道。

當然，還有另外一種替代方法。我們可以規劃汽車使用來解決這一問題。在擁有良好公共交通設施的通行社區周圍進行城市規劃，可以消除大多數人對于汽車的需求。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在與能量密度的競爭中勝出了。但在美國卻是一個例外，因為它的汽車數量幾乎和人口一樣多。

在德州儀器 (TI)，我們并不構建電池系統，但是我們卻設計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，我們的某些器件甚至可以聲稱“不用安裝電池——因為不需要它們。”

- Paul Westbrook