儲能裝置的復(fù)合結(jié)構(gòu)形式

1、0303 PART THERE動力電池的基本原理知識回顧1.1. 動力電池基本概念及分類動力電池基本概念及分類為為 了理解電池是怎樣把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的，了理解電池是怎樣把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的， 以以經(jīng)典的丹尼爾原理電池單體化學(xué)反應(yīng)為例進行介紹。經(jīng)典的丹尼爾原理電池單體化學(xué)反應(yīng)為例進行介紹。將Zn(鋅)置于ZnSO4(硫酸鋅)溶液中， 將Cu(銅)置于CuSO4(硫酸銅)溶液中,并用鹽橋或離子膜等方法將兩電解質(zhì)溶液連接。動力電池的基本原理動力電池的基本原理鋅單質(zhì)和溶液中的鋅離子是相互轉(zhuǎn)化的，當單獨放置的時候,兩者的轉(zhuǎn)化處于平衡狀態(tài)，沒有對外的物質(zhì)變化的效果， 當將鋅溶液和銅溶液相連的時候，鋅的化

2、學(xué)性質(zhì)比銅的化學(xué)性質(zhì)更活潑，在與電解質(zhì)作用的時候，先與電解質(zhì)發(fā)生氧化反應(yīng)，被氧化為 Zn2+, 從而鋅一直失去電子，銅一直得到電子。動力電池的基本原理動力電池的基本原理知識回顧1.1. 新能源汽車包括哪些？新能源汽車包括哪些？0101 PART ONE動力電池的市場 新能源車發(fā)展總體將遵循節(jié)能、環(huán)保兩大趨勢，逐步實現(xiàn)對化石燃料的替代。目前，混合動力車、插電式混合動力車和純電動車的批量生產(chǎn)和獲得更多市場份額的主要障礙是儲能裝置。 本任務(wù)主要介紹社會上常用的儲能裝置：動力電池、飛輪儲能器及超級電容。動力電池的應(yīng)用動力電池的應(yīng)用動力電池的應(yīng)用動力電池的應(yīng)用 新能源汽車電池、電機、電控三大核心零部件中

3、，動力電池在整車成本中所占比例最高，也直接影響整車性能。 中國產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng)發(fā)布的2015-2020 年中國汽車動力電池市場運營態(tài)勢與投資前景分析報告指出：電動汽車車用電池結(jié)構(gòu)件單車價值量約為 1500 元，我們估算，其市場規(guī)模將從 2014 年的 1.2 億元高速增長至 2019 年的 18 億元，年均增長 CAGR 為73%。 造成這么大的需求量，除了國家大力支持之外，也說明其應(yīng)用范圍較廣，其中包括：1 . 動力電池動力電池 在廠內(nèi)車輛的應(yīng)用在廠內(nèi)車輛的應(yīng)用 廠區(qū)或生產(chǎn)現(xiàn)場內(nèi)電動舉升式叉車為主的電動車輛被廣泛應(yīng)用于工廠的貨物舉升、移動和碼放。電動叉車主要應(yīng)用的動力電池主要以鉛酸動力電池為主。2

4、 . 動力動力 電池電池 在在 電機電機 車車 上上 的應(yīng)用的應(yīng)用 隨著鐵路運輸?shù)陌l(fā)展，現(xiàn)階段各國應(yīng)用的軌道運輸工具已經(jīng)以電力機車為主，國外以及我國的高速列車均為電力拖動車輛，電力機車一般配備 750V 或 900V 動力電池。 以動力電池為動力源的電力機車多年來也廣泛應(yīng)用于采礦中的礦石運輸。動力電池的應(yīng)用動力電池的應(yīng)用3. 動力動力 電池電池 在在 娛樂及娛樂及 運動場地車輛運動場地車輛 的的 應(yīng)用應(yīng)用 作為娛樂及運動場地車輛的典型應(yīng)用，高爾夫球車主要用于高爾夫球場運送設(shè)備以及為球員服務(wù)。由于電動車輛具有無污染、低噪音等優(yōu)點，在環(huán)境要求高的旅游景點也被廣泛運用。4 . 動力動力 電池電池 在

5、在 殘疾人或醫(yī)療服務(wù)用車殘疾人或醫(yī)療服務(wù)用車 上的上的 應(yīng)用應(yīng)用 由于動力電池驅(qū)動的車輛具有起步平穩(wěn)、低噪聲等優(yōu)點，在醫(yī)療機構(gòu)中應(yīng)用電動車輛運輸藥品、作為重癥監(jiān)護車輛以及救護車。動力電池的應(yīng)用動力電池的應(yīng)用5. . 動力動力 電池電池 在在 機場地面保障車輛機場地面保障車輛 上上 的應(yīng)用的應(yīng)用 20 世紀 80 年代初，機場開始擴大由動力電池驅(qū)動的車輛在機場貨物運輸及人員輸送方面的應(yīng)用。6. 動力動力 電池電池 在在 電動電動 滑板車滑板車 、摩托車和自行車、摩托車和自行車 上上 的應(yīng)用的應(yīng)用 英國人和法國人共同研制的電動三輪車，這是鉛酸電池在私人道路車輛上的第一次應(yīng)用。7 . 動力動力 電池

6、在電池在 電動汽車電動汽車 上上 的應(yīng)用的應(yīng)用 隨著節(jié)能環(huán)保受到社會各界的重視，交通領(lǐng)域節(jié)能減排、低碳出行的重任再次落到了電動汽車的身上，各國陸續(xù)推出電動汽車。如日本、德國、美國等。 中國通過長期的研究，分別完成了純電動汽車、混合動力汽車、燃料電池汽車，部分產(chǎn)品已經(jīng)大批量供應(yīng)城市需求。如比亞迪秦、榮威 E50、榮威 E550、北汽新能源等。動力電池的應(yīng)用動力電池的應(yīng)用一、一、動力電池動力電池（一）動力電池的市場 新能源汽車電池、電機、電控三大核心零部件中，動力電池在整車成本中所占比例最高，也直接影響整車性能。 中國產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng)發(fā)布的2015-2020 年中國汽車動力電池市場運營態(tài)勢與投資前景分析

7、報告指出：電動汽車車用電池結(jié)構(gòu)件單車價值量約為 1500 元，我們估算，其市場規(guī)模將從 2014 年的 1.2 億元高速增長至 2019 年的 18 億元，年均增長 CAGR 為73%。 造成這么大的需求量，除了國家大力支持之外，也說明其應(yīng)用范圍較廣，其中包括：一、儲能裝置類型一、儲能裝置類型儲能裝置包括化學(xué)儲能和物理儲能兩種:（1）化學(xué)儲能目前實車只有鎳氫、鋰離子兩種電池。 （2）物理儲能包括超級電容和飛輪電池兩種。二、儲能裝置性能比較二、儲能裝置性能比較項目超 級 電容鉛酸蓄電池鎳 鎘 電池鎳氫電池鋰離子電池燃 料 電池充電時間1 0 秒 到幾分鐘412410123634充放電次數(shù)5000

8、004006004 0 0 500大于5001000大于500工作電流極高高高高中低記憶效應(yīng)無輕微有有很輕微輕微自放電（每月）高0.0325（中）20（中）510低質(zhì) 量 能 量 密 度（Wh/kg)41030506080100200大于200功率密度（w/kg)大于1000小于1000大于1000大于1000大于1000351000安全性優(yōu)一 般良良差差環(huán)境零污染有污染基 本 無污染基本無污染基本無污染零污染三三、蓄電池性能指標、蓄電池性能指標1 1電壓電壓(V)(V)電池鉛酸鎳鎘鎳氫錳鈷鋰磷酸亞鐵鋰鈉硫全釩液流電壓2.1V1.2V1.2V3.7V3.2V2.08V1.4V（1）電動勢（2）

9、開路電壓（3）額定電壓（4）工作電壓(負載電壓、放電電壓)（5）終止電壓三三、蓄電池性能指標、蓄電池性能指標2.2.電池容量電池容量(Ah)(Ah)（1）理論容量（2）實際容量（3）標稱容量(公稱容量)（4）額定容量（5）充電狀態(tài)(SOC)3.3.能量能量(Wh(Wh、kwhkwh) )（1）標稱能量（2）實際能量（3）比能量(Whkg)（4）能量密度(WhL) 4.4.功率功率(W、kw)（1）比功率(Wkg)（2）功率密度(WL)5 5電池內(nèi)阻電池內(nèi)阻6 6循環(huán)次數(shù)循環(huán)次數(shù)( (次次) )7 7使用年限使用年限( (年年) )8 8放電速率放電速率( (放電率放電率) )9 9自放電率自放

10、電率1010成本成本三三、蓄電池性能指標、蓄電池性能指標三、電動汽車對蓄電池的基本要求三、電動汽車對蓄電池的基本要求1 1比能量比能量2 2充電時間短充電時間短3 3連續(xù)放電率高，自放電率低連續(xù)放電率高，自放電率低4 4不需要復(fù)雜的運行環(huán)境不需要復(fù)雜的運行環(huán)境5 5安全可靠安全可靠6 6壽命長、免維修、制造成本低壽命長、免維修、制造成本低四、電池在汽車中應(yīng)用情況四、電池在汽車中應(yīng)用情況1市場化中低速電動車一般采用的電池類型（1）閥控鉛酸（VRLA）（2）鎳鎘(Ni-Cd) 2.市場化電動汽車廣泛使用的電池類型（1）鎳氫(Ni-MH) （2）鋰（Li）（3）鋰聚合物(Li-Ion) 3市場化不成

11、熟的車用電池類型（1）鎳鋅 Ni-Zn) （2）鋅空氣 (ZnAir) （3）鋁空氣 (AlAir) (4）鈉硫 (NaS) （5）鈉、氯化鎳(NaNiCl2)0202 PART TWO鉛酸蓄電池一、一、鉛酸蓄電池構(gòu)造鉛酸蓄電池構(gòu)造22二二、工作原理工作原理閥控鉛酸蓄電池(VRLA, Valve Regulated Lead Acid Battery)0303 PART THREE鎳氫和鎳鎘電池一一、鎳鎘、鎳鎘(Ni-Cd)(Ni-Cd)電池電池簡介簡介1 1鎳鎘電池簡介鎳鎘電池簡介一一、鎳氫電池工作原理鎳氫電池工作原理二二、鎳氫電池典型應(yīng)用鎳氫電池典型應(yīng)用0404 PART FOUR鋰離子電

12、池一、鋰離子電池簡介一、鋰離子電池簡介二、普通鋰離子電池的特點三、磷酸鐵鋰四、其他前沿技術(shù)1鋰離電池的納米技術(shù)2充電材料表面處理技術(shù)3鋰電池快速充電技術(shù)0505鈉硫電池 PART Five一、鈉硫電池簡介一、鈉硫電池簡介 鈉硫電池（Sodium-Sulfur Battery ）。鈉硫電池是美國福特(Ford)公司于1967年首先發(fā)明公布的，其比能量高、可大電流、高功率放電。日本東京電力公司(TEPCO)和NGK公司合作開發(fā)鈉硫電池作為儲能電池，其應(yīng)用目標瞄準電站負荷調(diào)平、UPS應(yīng)急電源及瞬間補償電源等，并于2002年開始進入商品化實施階段，截止2007統(tǒng)計，日本年產(chǎn)鈉硫電池電池量已超過100M

13、W，同時開始向海外輸出。二、構(gòu)造和工作原理二、構(gòu)造和工作原理0606超級電容 PART SIX一、超級電容簡介 超級電容器又叫黃金電容、法拉電容，它通過極化電解質(zhì)來儲超級電容器又叫黃金電容、法拉電容，它通過極化電解質(zhì)來儲能，屬于雙層電容的一種。由于其儲能的過程并不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，能，屬于雙層電容的一種。由于其儲能的過程并不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，因此這種儲能過程是可逆的，正因為此超級電容器可以反復(fù)充放因此這種儲能過程是可逆的，正因為此超級電容器可以反復(fù)充放電數(shù)十萬次。超級電容一般使用活性碳電極材料，具有吸附面積電數(shù)十萬次。超級電容一般使用活性碳電極材料，具有吸附面積大，靜電儲存多的特點，在新能源汽車中有廣泛使用。大，靜電儲存多的特點，在新能源汽車中有廣泛使用。 二、超級電容工作原理三、超級電容的應(yīng)用0707飛輪電池 PART SEVEN一、飛輪電池簡介一、飛輪電池簡介二、基本的工作原理二、基本的工作原理二、基本的工作原理二、基本的工作原理三、核心技術(shù)三、核心技術(shù)1.1.軸承技術(shù)軸承技術(shù)（1）超導(dǎo)磁懸浮軸承(SMB)（2）永磁軸承（3）電磁懸浮軸承( AMB)2.2.高強纖維復(fù)合材料飛輪高強纖維復(fù)合材料飛輪 3.3.電力電子技術(shù)電力電子技術(shù)四、