
在汽车展示与教学场景中,铅酸蓄电池的环境负担与运维痛点日益凸显。天津职业技术师范大学孟志祥、闵振淋、高炎、高天祺、明佳利、李伟芳、陆昊天等同学历经数百次实验,成功推出 “替代电源”,以超级电容技术为核心,为汽车储能领域提供了兼顾效率与环保的创新方案,获行业专家与职教领域广泛关注。

数据显示,我国每年产生 702 万吨废弃铅酸电池,其中教学及展示车辆贡献约 3200-3600 吨有害物质。团队研发的替代电源采用 “交直流转换模块 + 超级电容储能 + 智能保护电路” 三位一体设计:通过变压器与整流器实现 220V 交流电转 311V 直流电,经变换器降压至 12V,搭配四串联超级电容模组存储电能,最终通过继电器输出稳定电力。该系统在实车测试中,启动电压稳定在 10.25-12V,冲击负荷恢复时间<1 秒,完全满足车载电器与起动机需求。

技术创新体现在多维度突破:超级电容模块采用自研均衡板设计,电压稳定性误差<±0.1V,循环寿命超 20 万次,较铅酸电池提升 10 倍以上;外壳材料通过抗振动、耐腐蚀测试,可承受 300kg 冲击载荷;智能保护电路集成过温、反接、短路保护功能,在 - 10℃冷启动与 50℃高负荷工况下,连续工作 12 小时无异常。项目已发表 4 篇成果论文,相关技术获吉林省长春汽车学院等机构深度认可。

市场推广聚焦三大场景:在汽车 4S 店,产品可减少 70% 的电池更换成本,单店年节约费用超 2000 元;职业院校引入后,教学车辆维护效率提升 50%,学生可直接参与电源安装与故障诊断,强化实践能力;技能大赛场景中,其快速充放电特性(充电 5 分钟满足连续启动 30 次)解决了传统电池备电压力。
政策与产业双轮驱动下,团队与天津中津科苑智能科技达成代工合作,预计 2025 年量产规模突破 1 万台。业内评价,该成果以 “小创新” 撬动 “大生态”,既回应了国家新能源政策导向,又为职业院校 “岗课赛证” 综合育人模式提供了实物载体,其 “技术 - 教育 - 产业” 闭环模式具有示范意义。
天津职业技术师范大学团队以替代电源为纽带,打通了从实验室到教学现场的创新链路,为汽车储能领域的绿色转型提供了 “职教学子方案”,未来或将在农用机械、运载车辆等场景实现拓展,持续释放创新效能。
