能源技术的无限可能

TInergy 是一个能源社区，社区中的人们相信技术创新使生活的方方面面更具效率，技术创新更是通向清洁、低价和可再生能源的桥梁。 作为社区的一分子，德州仪器的能源专家将分享能源开发利用的新见解，使能源利用率更上一层楼，在降低能耗的同时，让人们享受更美好的生活。

作者：德州仪器 Paul Westbrook更多精彩内容，请访问 TInergy

今年的底特律汽车展看起来更像是消费类电子产品展览。在展会上，电无处不在——准确的说在整个汽车上到处都是消费类电子产品，因为到处都是电动汽车（至少概念如此）。看来唯一阻碍我们不再使用化石燃料的问题就只有恰当的能量储存技术了。

汽油具有相对较好的能量密度（包括体积比能量密度和质量比能量密度）。找到一种高性价比能量储存方法的竞争从未停止过，现在全世界的实验室和工厂都正在设计制造铅酸电池、镍氢电池 (NiMH)、锂离子电池 (Li-ion)、氢气、压缩空气、调速轮及其他系统。因此，这些概念汽车试图让顾客们赞叹叫绝的同时，或许还应该做一个小小的声明——“还没有找到一款低成本、可靠的电池解决方案。”虽然纯电动汽车大多都停留在宣传和炒作阶段并有望成为主流，但是很多厂商却看到了混合动力作为一种过渡技术的诸多好处。光有电池还远远不够，而内燃机和电池组合是一种非常好的过渡步骤。即使按照今天的储存技术水平，电混合动力汽车的能量消耗也只相当于传统汽油或柴油动力汽车的 ¼～½。

尽管我们现在还看不到大量的电动汽车穿梭于公路上，但是我们已经看到在汽车中电子元器件使用数量大幅增加。汽车对硅芯片已经有了非常高的依赖性（主要是实现从 A 点到 B 点的通信），每台汽车都安装了几十颗微处理器，以便管理大量功能。由电子元器件实现的功能包括安全气囊、防抱死刹车系统、稳定控制、自适应巡航控制、排放控制和发动机管理，更不用说诸如立体声音响、MP3 播放器、DVD 播放器、导航系统和蓝牙等信息娱乐系统电子设备。同样，电子元器件也会在能量储存解决方案中发挥巨大的作用。电子控制装置将对电池系统的大能量流入和流出进行管理，并优化充电/放电率和温度，以最大化电池系统使用寿命。丰田普锐斯汽车只允许电池充电至容量的80%左右，同时不允许其放电至 40% 以下。这就极大地延长了电池的使用寿命，使其总行驶里程达到 180000 英里以上，使用寿命长达 10 年以上。

另外，不要忘了效率。轮胎气压传感器有助于您的轮胎保持正确的充气压力。更为理想的情况是，将这些传感器设计成由轮胎转动驱动。利用自然能源来为设备提供动力，被称为“能源采集”。由于在胎压不足情况下行驶，美国司机每年都要浪费掉大约 12 亿加仑的汽油。这一数字占总消耗量的 1% 左右。

还有一些涉及更多电子元器件的其他节能解决方案。如果汽车能够更加紧密地行驶，这将会增加现有基础设施所承载的汽车数量，同时气动耦合效应也会延长每辆汽车的行驶里程。汽车雷达、车道识别以及其他防碰撞系统方面的最新创新技术，或许有一天会同汽车结合，从而可以自动地对高速行驶的汽车进行分组，使它们仅仅相距数英寸——在某种程度上称为高乘载 (HVO) 车道。

当然，还有另外一种替代方法。我们可以规划汽车使用来解决这一问题。在拥有良好公共交通设施的通行社区周围进行城市规划，可以消除大多数人对于汽车的需求。你觉得这很荒谬吗？在纽约市，54%的家庭都没有自己的汽车。在曼哈顿，77%的家庭没有汽车。在某些地方人口密度可能已经在与能量密度的竞争中胜出了。但在美国却是一个例外，因为它的汽车数量几乎和人口一样多。

在德州仪器 (TI)，我们并不构建电池系统，但是我们却设计和制造能够帮助它们更有效工作的所有电子组件。利用能源采集技术，我们的某些器件甚至可以声称“不用安装电池——因为不需要它们。”

- Paul Westbrook