能源科技新知：移动应用能源（上篇）

能源技术新知:移动应用能源(上一篇)

摘要：

1)提出新的能源类别划分:移动应用能源。

2)总结移动应用能源的规律。提出如何发展移动应用能源技术的策略。

3)移动应用能源将是人类能源应用的主要形式。未来，人工智能将成为劳动的主体，人工智能将取代人类，成为能源利用的主体。人工智能的大部分能源利用都是移动应用。

4)未来，人类地球、月球和火星将像现在的大型航空飞机一样频繁。这些跨越星体的人类活动需要大量的能源，这些活动都是移动应用能源场景。

今天，我们介绍了一个教科书中没有常识的概念：移动应用能源。

是否有必要在能源类型中增加移动应用能源。移动应用能源是指能源载体跟随能源利用装置，能源装置不具备自发生产能力，必须从外部补充能量。目前，移动应用能源主要用于交通工具，占人类应用能源总量的20~40%。未来人工智能和星际往返将是能源的主要应用场合，其需求的能源总量远高于人类已经使用的能源总量。移动应用能源场景是交通、人工智能和星际往返场景的能源。增加这种能量分类的目的是发现和利用其能量规律。

例如，煤被用来烧水做饭，而不是移动应用能源。使用煤燃烧加热蒸汽机驱动火车是移动应用能源。

移动应用能源的特点是什么？

移动应用能源具有以下特点：

1)能量载体的能量密度非常重要，在合理范围内，能量密度越高越好。

2)能源利用装置装载能量总量有限，必须及时补充能量。

3)能源利用装置本身也需要考虑能量转换效率和能量利用密度。

4)能源载体的输出特性应更好地满足能源利用装置的需求。

5)利用合理的技术降低外部能耗需求，利用能源利用装置合理回收外部反馈能量。

图 1 LY典型的混合动力车设计

移动应用能源系统可以很好地解释以上五个特点。移动能源利用装置可以很好地解释和优化。

以下是如何利用移动应用能源系统的规律来优化电动汽车的设计。

1)我们知道电动汽车锂电池的密度是120~300WH/KG,充电率1~4功率密度C如何提高车载能源密度？通过使用单体能量密度较高的甲醇和汽柴油，提高电池电池的能量密度并不是最好的方案。车辆需求功率波动，最大功率约为平均功率的5~15倍。降低甲醇和汽柴油的高能量密度可以降低发动机重量。从而提高了整个能源载体的能量密度。按照这个想法，使用小功率增程发动机和发电机复用驱动。这两种有效的方法可以提高能源密度。

2)电动车辆的补能方式仅限于充电设施、加油站等补能方式。什么样的补能方是什么？当您将车辆视为能量容器时，需要从外部获得能量。能量获得越快越好，能量价格越便宜越好。车主有很多补能方式。我们在设计车辆时是否可以配备所有的补能方式，让车主根据实际使用情况进行选择。故LY小功率2~15设计在混合动力车中KW车载充电机，4C最大车辆功率快速充电，加油站加油补充增程系统燃料，外部机械充电（皮带驱动增程发电机发电）。这四种补能方式可以使电动车辆不再有里程焦虑和充电困难。

3)降低电机、发动机、传动、车身轻量化等车载能源利用装置的重量，提高电机、发电机、发动机的效率，也是提高车辆整体能量密度的关键。

4)车辆每次出行所需能源可能不同，可能是车载能源的1%，也可能是车载能源的100%，中间需要多次补能。让车载能源尽可能满足出行需求，比如让车载电池满足车主90%以上的出行需求，比如160公里以内电池电量小于50公里，停车充电或者让增程系统发电。这种做法是能源总量匹配，以及能源转换匹配。也就是说，电机和发动机的功率匹配功率要求，可以保证电机在高效范围内长时间运行。LY混合动力汽车通过电机功能的再利用和拆卸，确保电机在高效范围内运行。

5)减少外部能耗，利用外部反馈能量。也是车辆常用的设计。

图 2 登月工程能耗巨大

上述设计理念也可用于其他移动应用能源，如阿波罗载人登月工程和人工智能主观能源劳动工具。以下是如何利用移动应用能源的规律，优化登月工程设计。（详见以下内容 能源技术新知:移动应用能源(下)

1)提高能量密度

2）补能方式

3)能源利用装置的能量密度和转换效率

4）特性匹配

5)减少外部损失，回收反馈能量

图 3 人工智能能源利用装置将是能源利用的主体

通过上述移动应用能源的设计和优化，电动汽车和登月项目。它解释了这样一个新的能源发现规律。可以预测，移动应用能源将是未来人类能源利用的主要形式。特别是当人工智能取代人类成为主要劳动力时，如何使移动应用能源更好地服务于人类的生产和生活？这个问题刚刚提出，就像一个新发现的宝藏，可以让大多数科研人员和技术人员寻宝。

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