超級(jí)電容器技術(shù)及應(yīng)用演示文稿

超級(jí)電容器技術(shù)及應(yīng)用演示文稿當(dāng)前第1頁(yè)\共有37頁(yè)\編于星期六\18點(diǎn)優(yōu)選超級(jí)電容器技術(shù)及應(yīng)用當(dāng)前第2頁(yè)\共有37頁(yè)\編于星期六\18點(diǎn)主要內(nèi)容一、超級(jí)電容器產(chǎn)業(yè)發(fā)展背景二、超級(jí)電容器特性簡(jiǎn)介三、新能源交通應(yīng)用四、新能源及其它應(yīng)用五、軍事應(yīng)用六、未來(lái)展望當(dāng)前第3頁(yè)\共有37頁(yè)\編于星期六\18點(diǎn)一、超級(jí)電容器產(chǎn)業(yè)發(fā)展背景2013年全球電動(dòng)汽車(chē)銷(xiāo)量共計(jì)22.55萬(wàn)輛（純電動(dòng)占57.34%），較2012年增長(zhǎng)73.95%，其中中國(guó)占6.03%。2014年隨國(guó)家整治污染和產(chǎn)業(yè)政策牽引，電動(dòng)汽車(chē)應(yīng)用推廣獲得進(jìn)一步提速；這帶動(dòng)了鋰離子電池和超級(jí)電容器等動(dòng)力電源的高速發(fā)展。當(dāng)前第4頁(yè)\共有37頁(yè)\編于星期六\18點(diǎn)一、超級(jí)電容器產(chǎn)業(yè)發(fā)展背景當(dāng)前第5頁(yè)\共有37頁(yè)\編于星期六\18點(diǎn)Maxwell公司LS公司NessCap公司奧威科技Nippon公司…Saft公司一、超級(jí)電容器產(chǎn)業(yè)發(fā)展背景國(guó)內(nèi)超級(jí)電容器市場(chǎng)蓬勃發(fā)展，保持了高速增長(zhǎng)勢(shì)態(tài)；國(guó)外知名企業(yè)大力拓展國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，并占據(jù)了重要市場(chǎng)份額；國(guó)內(nèi)企業(yè)從技術(shù)、產(chǎn)業(yè)和應(yīng)用方面均取得重要成就，特別是鋰離子電容器等為代表的能量型超級(jí)電容器方面，具有一定的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)；國(guó)內(nèi)超級(jí)電容器產(chǎn)業(yè)已具備了爆發(fā)性增長(zhǎng)的條件。天津力神南通江海南車(chē)新能源北京集星…當(dāng)前第6頁(yè)\共有37頁(yè)\編于星期六\18點(diǎn)二、超級(jí)電容器特性簡(jiǎn)介當(dāng)前第7頁(yè)\共有37頁(yè)\編于星期六\18點(diǎn)二、超級(jí)電容器特性簡(jiǎn)介EDLCLICLIB正極材料活性炭活性炭LiCoO2/LiMnO4負(fù)極材料活性炭石墨/硬炭石墨電解液有機(jī)溶劑有機(jī)溶劑有機(jī)溶劑儲(chǔ)電原理離子吸附脫附正極：等同于EDLC負(fù)極：Li離子反應(yīng)

Li離子反應(yīng)溫度范圍-40~70℃-25~55℃-25~45℃最大工作電壓2.3~2.7V3.8~4.2V3.7~4.2V最大放電倍率～1,000C～500C～50C大出力特性◎◎△充放電次數(shù)◎（50萬(wàn)次以上）◎（3萬(wàn)次以上）△（1000~2000次）自放電×◎◎安全性◎◎△能量密度△（5~7WH/Kg）○（10~60WH/Kg）◎（~150WH/Kg）當(dāng)前第8頁(yè)\共有37頁(yè)\編于星期六\18點(diǎn)二、超級(jí)電容器特性簡(jiǎn)介＋－＋－＋－＋－＋－＋－－＋＋＋－－－－＋＋＋－－－－－－－＋＋＋＋＋－－－－－＋＋＋＋＋活性炭活性炭含鋰金屬氧化物EDLCLIBe-++++e-e-e-充電放電LIC－－－－－－＋－＋－＋－＋活性炭石墨類(lèi)石墨類(lèi)、金屬氧化物類(lèi)當(dāng)前第9頁(yè)\共有37頁(yè)\編于星期六\18點(diǎn)二、超級(jí)電容器特性簡(jiǎn)介超級(jí)電容器技術(shù)關(guān)鍵材料技術(shù)

石墨烯、碳納米管等電極材料技術(shù)；

先進(jìn)電解液技術(shù)…超級(jí)電容器器件技術(shù)

電性能設(shè)計(jì)技術(shù)；

電極工藝技術(shù)…組件技術(shù)

熱設(shè)計(jì)技術(shù)；

電均衡技術(shù)…應(yīng)用技術(shù)

電動(dòng)汽車(chē)應(yīng)用設(shè)計(jì)…

當(dāng)前第10頁(yè)\共有37頁(yè)\編于星期六\18點(diǎn)二、超級(jí)電容器特性簡(jiǎn)介超級(jí)電容器的適用場(chǎng)合短時(shí)間高功率輸出t<1min適合使用功率型超級(jí)電容器1min<t<15min適合使用能量型超級(jí)電容器t>30min適合使用鋰離子電池長(zhǎng)壽命高可靠需求

風(fēng)電變槳/UPS后備電源…頻繁快速充放電需求

能量回收/各類(lèi)電網(wǎng)調(diào)峰…低溫工作需求

車(chē)輛/油機(jī)低溫啟動(dòng)…

當(dāng)前第11頁(yè)\共有37頁(yè)\編于星期六\18點(diǎn)三、新能源交通應(yīng)用123起停式深度混合動(dòng)力大客車(chē)純電動(dòng)公交車(chē)有機(jī)對(duì)稱(chēng)型超級(jí)電容器有機(jī)對(duì)稱(chēng)型超級(jí)電容器鋰離子電容器鋰離子電容器當(dāng)前第12頁(yè)\共有37頁(yè)\編于星期六\18點(diǎn)三、新能源交通應(yīng)用起停式電動(dòng)汽車(chē)當(dāng)前第13頁(yè)\共有37頁(yè)\編于星期六\18點(diǎn)三、新能源交通應(yīng)用混合動(dòng)力大客車(chē)混合動(dòng)力汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)部分由超級(jí)電容電池系統(tǒng)和燃油系統(tǒng)組成。在起步、加速和低速行駛時(shí)由超容系統(tǒng)提供動(dòng)力。在怠速、制動(dòng)、滑行時(shí)可進(jìn)行能量回收。與傳統(tǒng)汽車(chē)相比節(jié)油率可達(dá)到30%左右，減少污染70％

。當(dāng)前第14頁(yè)\共有37頁(yè)\編于星期六\18點(diǎn)三、新能源交通應(yīng)用純電動(dòng)公交車(chē)圖示為奧威科技有限公司為上海世博會(huì)研制的無(wú)“辮子”的超級(jí)電容器純電動(dòng)汽車(chē)，每隔2-3英里就會(huì)在指定的充電站---兼具公交車(chē)站的功能---進(jìn)行充電，只需幾分鐘，位于公交車(chē)座位下的超級(jí)電容器就充電完成了。超級(jí)電容器公交車(chē)也可以從剎車(chē)系統(tǒng)中獲取能量，這類(lèi)公交車(chē)使用的電力比無(wú)軌電車(chē)平均少40%，能耗僅為燃油車(chē)的1/3。當(dāng)前第15頁(yè)\共有37頁(yè)\編于星期六\18點(diǎn)三、新能源交通應(yīng)用電動(dòng)汽車(chē)其它應(yīng)用當(dāng)前第16頁(yè)\共有37頁(yè)\編于星期六\18點(diǎn)三、新能源交通應(yīng)用車(chē)輛低溫啟動(dòng)利用超級(jí)電容器的優(yōu)秀低溫特性，確保車(chē)輛在低溫條件下一次順利啟動(dòng)成功。當(dāng)前第17頁(yè)\共有37頁(yè)\編于星期六\18點(diǎn)三、新能源交通應(yīng)用脫線(xiàn)運(yùn)行有軌電車(chē)圖示為南車(chē)新能源和奧威科技開(kāi)發(fā)的脫線(xiàn)運(yùn)行有軌電車(chē)，代表了現(xiàn)代有軌電車(chē)技術(shù)發(fā)展的方向。軌道交通應(yīng)用：當(dāng)前第18頁(yè)\共有37頁(yè)\編于星期六\18點(diǎn)三、新能源交通應(yīng)用軌道交通應(yīng)用方面：能量回收軌道交通站間距短，列車(chē)啟動(dòng)、制動(dòng)頻繁，制動(dòng)能量相當(dāng)可觀。利用超級(jí)電容器優(yōu)秀的大功率充放電特性，回收制動(dòng)能量，能夠節(jié)省了約30％的能量。當(dāng)前第19頁(yè)\共有37頁(yè)\編于星期六\18點(diǎn)三、新能源交通應(yīng)用拓展應(yīng)用混合動(dòng)力起重機(jī)械/港口機(jī)械超級(jí)電容混合動(dòng)力起重機(jī)械和港口機(jī)械，能夠大幅度降低能耗，減少空氣和噪音污染。當(dāng)前第20頁(yè)\共有37頁(yè)\編于星期六\18點(diǎn)三、新能源交通應(yīng)用混合動(dòng)力工程機(jī)械超級(jí)電容混合動(dòng)力工程機(jī)械，同樣能夠大幅度降低能耗，減少空氣和噪音污染。當(dāng)前第21頁(yè)\共有37頁(yè)\編于星期六\18點(diǎn)三、新能源交通應(yīng)用純電動(dòng)叉車(chē)和高爾夫車(chē)超級(jí)電容純電動(dòng)叉車(chē)和高爾夫車(chē)經(jīng)濟(jì)性好、使用便捷、工作壽命長(zhǎng)、大幅縮減充電設(shè)備建設(shè)。當(dāng)前第22頁(yè)\共有37頁(yè)\編于星期六\18點(diǎn)在可并微電網(wǎng)中的應(yīng)用四、新能源及其它應(yīng)用●提供短時(shí)供電有助于從并網(wǎng)模式向孤網(wǎng)模式轉(zhuǎn)換時(shí)兩種模式的平穩(wěn)過(guò)渡?！裼米髂芰烤彌_裝置可在負(fù)荷低落時(shí)儲(chǔ)存電源的多余電能，在負(fù)荷高峰時(shí)回饋給微電網(wǎng)以調(diào)整功率需求；●改善微電網(wǎng)的電能質(zhì)量對(duì)于瞬時(shí)停電、電壓驟升、驟降等暫態(tài)問(wèn)題，利用超級(jí)電容器可提供快速功率緩沖，吸收或補(bǔ)充電能，提供有功功率支撐進(jìn)行有功或無(wú)功補(bǔ)償，以穩(wěn)定、平滑電網(wǎng)電壓波動(dòng)。超級(jí)電容器儲(chǔ)能系統(tǒng)作為主要儲(chǔ)能設(shè)備之一，配合鋰離子電池或鉛酸電池儲(chǔ)能系統(tǒng)接入電網(wǎng)380V側(cè)，利用超級(jí)電容器的快速響應(yīng)和功率特性用于微電網(wǎng)的平滑切換和削峰填谷等。當(dāng)前第23頁(yè)\共有37頁(yè)\編于星期六\18點(diǎn)四、新能源及其它應(yīng)用

利用超級(jí)電容器的高可靠性和長(zhǎng)壽命，將其作為風(fēng)電設(shè)備的變槳電源。風(fēng)電變槳電源風(fēng)電變槳電源當(dāng)前第24頁(yè)\共有37頁(yè)\編于星期六\18點(diǎn)UPS后備電池四、新能源及其它應(yīng)用功率型和能量型超級(jí)電容器分別可以用于1min和15min的后備電源上，滿(mǎn)足數(shù)據(jù)中心、電網(wǎng)等對(duì)UPS性能和成本的要求。UPS起作用往往是在掉電或電網(wǎng)電壓瞬時(shí)塌波的最初幾秒到幾分鐘內(nèi)起決定作用。在數(shù)據(jù)保護(hù)的備份系統(tǒng)中，需UPS提供的時(shí)間相對(duì)很短。超級(jí)電容其輸出電流幾乎沒(méi)有延遲地上升到高達(dá)數(shù)百安培甚至上千安培，在很短的時(shí)間內(nèi)就可以實(shí)現(xiàn)能量存儲(chǔ)，10年以上不需維護(hù)，使UPS真正實(shí)現(xiàn)免維護(hù)。產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)1.使用壽命長(zhǎng)，反復(fù)充電50萬(wàn)次;2.工作溫度范圍寬-40～+65℃;3.放電速度快，瞬間放電電流可達(dá)幾百至上千安培;4.在線(xiàn)并聯(lián)熱備，響應(yīng)時(shí)間<10ms，電壓自適應(yīng)調(diào)節(jié)5.免維護(hù)，綠色環(huán)保；當(dāng)前第25頁(yè)\共有37頁(yè)\編于星期六\18點(diǎn)UPS直流屏四、新能源及其它應(yīng)用在電力系統(tǒng)中，直流電源屏為變配電設(shè)備提供直流電源，主要用在高壓開(kāi)關(guān)的分合閘等方面，其性能直接影響整個(gè)供電系統(tǒng)的安全運(yùn)行。超級(jí)電容器利用自身優(yōu)勢(shì)，與蓄電池組組成復(fù)合電源，超容承擔(dān)沖擊負(fù)荷，蓄電池承擔(dān)經(jīng)常性負(fù)荷，從而延長(zhǎng)蓄電池使用壽命，降低故障，減少成本。當(dāng)前第26頁(yè)\共有37頁(yè)\編于星期六\18點(diǎn)電信應(yīng)用四、新能源及其它應(yīng)用

電信工業(yè)結(jié)合超級(jí)電容器電子電路開(kāi)發(fā)的電能超高速緩沖存儲(chǔ)器(Powercache)儲(chǔ)能模式，提供幾秒鐘的備用電源，同時(shí)還橋接長(zhǎng)期電源。這種電信產(chǎn)品具有十分卓越的優(yōu)點(diǎn)——不須維修地工作10年，能快速再充電和抗干擾能力強(qiáng)。當(dāng)前第27頁(yè)\共有37頁(yè)\編于星期六\18點(diǎn)節(jié)能電梯四、新能源及其它應(yīng)用超級(jí)電容節(jié)能電梯節(jié)能顯著、具備后備電源功能，成本可通過(guò)節(jié)約電費(fèi)回收，應(yīng)用空間極為廣闊。電源控制器智能控制器超級(jí)電容組電機(jī)外電源雙向DC/DC當(dāng)前第28頁(yè)\共有37頁(yè)\編于星期六\18點(diǎn)航空應(yīng)用四、新能源及其它應(yīng)用超級(jí)電容器被用作民航飛機(jī)艙門(mén)提供爆發(fā)動(dòng)力電源，使用壽命可達(dá)25年，140000飛行小時(shí)。在地面上，正常操作和緊急操作時(shí)，門(mén)必須被打開(kāi)，在飛行時(shí)，門(mén)必須被關(guān)上并鎖緊，滑道必須在緊急情況被需要的時(shí)候膨脹。當(dāng)前第29頁(yè)\共有37頁(yè)\編于星期六\18點(diǎn)醫(yī)療設(shè)備脈沖電源四、新能源及其它應(yīng)用利用超級(jí)電容器高比功率特性，在醫(yī)療設(shè)備中用作脈沖電源，如激光醫(yī)療設(shè)備曝光瞬間功率高達(dá)20kW，對(duì)電源功率特性要求極高。相比電解電容，超級(jí)電容容量大、功率密度高，極大提高了醫(yī)療設(shè)備的穩(wěn)壓效果及放射次數(shù)。當(dāng)前第30頁(yè)\共有37頁(yè)\編于星期六\18點(diǎn)其它應(yīng)用四、新能源及其它應(yīng)用用于電動(dòng)工具：功率大、充電快、壽命長(zhǎng)。電動(dòng)玩具：用于電動(dòng)玩具：提供瞬時(shí)大電流；用在智能三表：應(yīng)用非常成熟、市場(chǎng)規(guī)模非常可觀。當(dāng)前第31頁(yè)\共有37頁(yè)\編于星期六\18點(diǎn)軍用車(chē)輛及發(fā)電機(jī)組溫啟動(dòng)/起動(dòng)領(lǐng)域五、軍事應(yīng)用超級(jí)電容器卓越的低溫倍率和放電深度特性，可廣泛和深度應(yīng)用于各類(lèi)軍用車(chē)輛低溫啟動(dòng)，以及中大功率汽/柴油發(fā)電機(jī)組低溫起動(dòng)應(yīng)用領(lǐng)域。當(dāng)前第32頁(yè)\共有37頁(yè)\編于星期六\18點(diǎn)五、軍事應(yīng)用軍用飛機(jī)起動(dòng)

軍用飛機(jī)（包含直升飛機(jī)）起動(dòng)用電源車(chē)存在的主要問(wèn)題是在某些沖擊或浪涌狀態(tài)下發(fā)電機(jī)輸出功率無(wú)法滿(mǎn)足要求，造成發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和輸出功率急速下降甚至熄火。對(duì)于超電+蓄電池起動(dòng)車(chē)，可直接和蓄電池并聯(lián)超級(jí)電容器模組，以提供飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)瞬間所需的大電流，提高起動(dòng)性能和戰(zhàn)時(shí)便攜機(jī)動(dòng)性能，縮短啟動(dòng)時(shí)間，降低瞬間大電流對(duì)蓄電池造成的損害。當(dāng)前第33頁(yè)\共有37頁(yè)\編于星期六\18點(diǎn)五、軍事應(yīng)用大功率伺服電源

近防武器的快速響應(yīng)能力需要超級(jí)電容器為其伺服機(jī)構(gòu)提供超大功率、長(zhǎng)壽命供電。當(dāng)前第34頁(yè)\共有37頁(yè)\編于星期六\18點(diǎn)五、軍事應(yīng)用電子/信息裝備電源超級(jí)電容器應(yīng)用于電子/信息裝備，可以達(dá)到如下效果：穩(wěn)壓，提高供電質(zhì)量；作后備電源，防掉電；用作脈沖電源，減小電源系統(tǒng)的體積和重量。當(dāng)前第35頁(yè)\共有37頁(yè)\編于星期六\18點(diǎn)五、軍事應(yīng)用戰(zhàn)車(chē)混合電傳動(dòng)