汽车超级电容电池ppt课件

汽车超级电容电池汽车超级电容电池汽车超级电容电池v 铅酸蓄电池铅酸蓄电池 性能稳定，成本低，循环寿命较短，污染较大但可低成本再生利性能稳定，成本低，循环寿命较短，污染较大但可低成本再生利用。目前在汽车配套中处于垄断地位。轿车已基本采用富液免维护蓄电池配套。用。目前在汽车配套中处于垄断地位。轿车已基本采用富液免维护蓄电池配套。作为提高铅酸电池比功率和比能量的最终目标，更高级的改进技术是双极式极板作为提高铅酸电池比功率和比能量的最终目标，更高级的改进技术是双极式极板蓄电池。蓄电池。v 镍氢电池镍氢电池 是由贮氢合金负极，镍正极，氢氧化钾电解液以及隔膜等组成的可充是由贮氢合金负极，镍正极，氢氧化钾电解液以及隔膜等组成的可充电电池电电池,镍氢电池优先实现产业化应用镍氢电池优先实现产业化应用,在客车和轻混轿车为主应用在客车和轻混轿车为主应用。但性能比锂。但性能比锂电池要差。电池要差。v 锂离子电池锂离子电池 锂电池在强混、插电式混合动力车、电动汽车是应用发展主流。锂电池在强混、插电式混合动力车、电动汽车是应用发展主流。但但目前存在一些问题，尚目前存在一些问题，尚没有没有大规模商业应用，但倍受重视发展很快前景很好。大规模商业应用，但倍受重视发展很快前景很好。汽车电池汽车电池概述概述铅酸蓄电池性能稳定，成本低，循环寿命较短，污染较v 超级超级(电容电容)电池电池 超级电容超级电容 列为列为 2006 2006 年世界七大科技发现之一，有希望成为本世纪新型的绿年世界七大科技发现之一，有希望成为本世纪新型的绿色能源。色能源。超级电容优越的充放电性能、高的比功率特点非常适用汽车的使用特性超级电容优越的充放电性能、高的比功率特点非常适用汽车的使用特性 将电容器的功率特性和电池的高能量存储结合起来，不失为一种更好的途径。将电容器的功率特性和电池的高能量存储结合起来，不失为一种更好的途径。超级电容电池超级电容电池 是将超级电容和二次电池外并联为一体的复合型电池。是将超级电容和二次电池外并联为一体的复合型电池。超级超级电容与电池配合使用，二者完美结合形成了性能稳定、节能环保的动力汽车电源，电容与电池配合使用，二者完美结合形成了性能稳定、节能环保的动力汽车电源，电池为汽车提供持久动力的储能，超级电容则是为汽车启动、加速时提供大功率电池为汽车提供持久动力的储能，超级电容则是为汽车启动、加速时提供大功率辅助动力储能，在汽车减速、下坡、刹车时可快速回收并存储能量。辅助动力储能，在汽车减速、下坡、刹车时可快速回收并存储能量。超级电池超级电池 是将超级电容和二次电池是将超级电容和二次电池优势互优势互补结合内融为同一单体中。如将补结合内融为同一单体中。如将超级电容与铅酸电池二者内融为一体超级电容与铅酸电池二者内融为一体,又称碳铅电池。又称碳铅电池。另一有前景方案为将超另一有前景方案为将超级电容和锂离子电池内融为一体级电容和锂离子电池内融为一体.又称锂碳电池又称锂碳电池,成为理想的超级电池。成为理想的超级电池。汽车电池汽车电池概述概述超级(电容)电池汽车电池概述锂电池镍氢电池铅酸电池超级超级电容电容电池电池汽汽车车电电池池作为动力电源应用于95%以上的电动叉车电动自行车。作起动电源应用所有的机动车：乘用车、商用车等。作储能装置应用于商用、民用领域的应急备用电源。燃料电池作动力电源应用于混合动力汽车。作为动力电源应用于民用领域，如小型家电的电源。作为动力电源应用于混合动力和纯电动汽车。作动力电源用于IT业，如笔记本电脑手机数码产品。被认为是纯电动汽车的终极动力源，仍在研发阶段。作为汽车、混合动力和电动汽车的主电源。用做汽车某些电子总成的电源或辅助/备用电源等。用于电力工业，如风力、太阳能发电的电能存储。商用民用，如作计算机备用电源，电动玩具电源等。效率充电性工作温度范围环保性再生利用安全性综合成本功率成本自放电易获得性循环寿命和稳定性能量密度功率密度能量成本铅酸电池镍氢电池锂离子电池超级电容一般一般差差好好优优效率充电性工作温度范围环保性再生利 超级电容超级电容电池电池(商用车商用车)定义定义：超级电容与超级电容与铅酸铅酸蓄电池蓄电池外并联为一体的复合型电池。外并联为一体的复合型电池。特点特点：性价比适于商用车的性价比适于商用车的超级电容电池超级电容电池 这种复式电源可大大降低这种复式电源可大大降低商用车商用车所需蓄电池的容量，减少体所需蓄电池的容量，减少体 积和重量，延长蓄电池的使用寿命，从而降低电源总费用。积和重量，延长蓄电池的使用寿命，从而降低电源总费用。价值价值:廉价的适用材料与优化后的制造工艺使其廉价的适用材料与优化后的制造工艺使其性价比竞争力性价比竞争力在商在商 用汽车上推广应用成为可能。用汽车上推广应用成为可能。超级电容电池(商用车)定义 超级电池超级电池 -碳铅电池碳铅电池定义：定义：将超级电容和铅酸电池将超级电容和铅酸电池优势互优势互补结合内融为同一单体中。补结合内融为同一单体中。特点：特点：性价比适用于乘用性价比适用于乘用车的超的超级电池。池。环保、减重、延长电池使用环保、减重、延长电池使用 寿命。寿命。价值价值:性价比适用于面向乘用性价比适用于面向乘用车的超的超级电池（炭池（炭铅电池）市池）市场空空间大。大。超级电池-碳铅电池定义：将超级电容和铅酸电池优势 超级电池超级电池 -锂碳电池锂碳电池 由于超级电容具有比二次电池更高的比功率，但由于超级电容具有比二次电池更高的比功率，但锂电池锂电池比能量大，比能量大，将二者融为一体优势互补给合，即称之为超级电池是目前研究发展重将二者融为一体优势互补给合，即称之为超级电池是目前研究发展重点。点。锂碳电池属于予研一代锂碳电池属于予研一代,定位新能源汽车定位新能源汽车,目前是技术跟踪关注。目前是技术跟踪关注。超级电容和锂离子电池内融为一体:正负极板中一极板为锂离子脱嵌方式储能,另一极板为双电层储能;或正负极板上均有上二种储能功能.电解质为直接用有机系锂电池电解液或锂盐与超级电容用溶剂复合而成的电解液。超级电池-锂碳电池由于超级电容具有比二次电池更 超级电容超级电容(有机系有机系)超级电容自身技术发展而言，提高比能量超级电容自身技术发展而言，提高比能量(能量密度能量密度)是目前研究重点是目前研究重点之一，努力寻找新的电极活性材料及其相应的成形工艺是研究热点。超之一，努力寻找新的电极活性材料及其相应的成形工艺是研究热点。超级电容器可以设计成一个电极是双电层电极材料，而另一个电极是准电级电容器可以设计成一个电极是双电层电极材料，而另一个电极是准电容材料，这是超级电容器发展的一个新趋势。容材料，这是超级电容器发展的一个新趋势。目前世界上研究得最为活跃的是单独用超级电容器或将将超级电容器目前世界上研究得最为活跃的是单独用超级电容器或将将超级电容器与二次电池联用作为电动汽车的动力系统。与二次电池联用作为电动汽车的动力系统。超级电容(有机系)超级 超级电容超级电容(电池电池)定义：超级电容定义：超级电容(有机系有机系)与与锂电池锂电池外并联为一体的复合型电池。外并联为一体的复合型电池。属高端属高端超级电容，亦可超级电容，亦可用用于其它领域。于其它领域。特点：特点：高端高端超级电容。超级电容。这种这种性价比适于性价比适于新能源汽车新能源汽车的复合型电池的复合型电池可降低可降低锂锂电池的电池的 容量，减少体积和重量，从而容量，减少体积和重量，从而 降低电源总费用。降低电源总费用。价值价值:取取决决于超级电容其于超级电容其性价比竞争性价比竞争优势。优势。超级电容(电池)定义：超级 超级电容应用超级电容应用(新能源车新能源车)在在“863”863”电动汽车重大专项中，科技部首次将超级电容器列入该研究电动汽车重大专项中，科技部首次将超级电容器列入该研究计划，和电池一起构成复合动力源。计划，和电池一起构成复合动力源。节能与新能源汽车示范推广财政节能与新能源汽车示范推广财政补助资金管理暂行办法补助资金管理暂行办法明确将明确将“锂离子电池锂离子电池 /超级电容器超级电容器”混合动力混合动力系统纳入新能源汽车补贴范围。系统纳入新能源汽车补贴范围。20092009年年6 6月公布的月公布的新能源汽车生产企业新能源汽车生产企业及产品准入管理规则及产品准入管理规则中，超级电容器的技术阶段划分为：混合动力乘中，超级电容器的技术阶段划分为：混合动力乘用车、混合动力商用车的发展期，纯电动乘用车、纯电动商用车的起步用车、混合动力商用车的发展期，纯电动乘用车、纯电动商用车的起步期。期。超级电容应用(新能源车)相关技术发展相关技术发展相关技术发展相关技术发展相关技术发展v锂离子电容具有锂离子电池负极和双电层电容正极相结合的构造。锂离子电容具有锂离子电池负极和双电层电容正极相结合的构造。v锂离子电容器的性能已全面超越双电层电容器。尤其在能量密度方面锂离子电锂离子电容器的性能已全面超越双电层电容器。尤其在能量密度方面锂离子电容器是其容器是其3 35 5倍。虽然赶不上锂离子充电电池，但与铅蓄电池相当或者更高。倍。虽然赶不上锂离子充电电池，但与铅蓄电池相当或者更高。目前，锂离子电容器已开始实际应用。未来的潜力市场将是汽车领域。日本企目前，锂离子电容器已开始实际应用。未来的潜力市场将是汽车领域。日本企业在锂离子电容器开发方面走在了世界的前列。业在锂离子电容器开发方面走在了世界的前列。v随着新材料、新工艺的出现，更为先进耐用的可再充电电池也在不断出现。国随着新材料、新工艺的出现，更为先进耐用的可再充电电池也在不断出现。国外最新开发的固态聚合物外最新开发的固态聚合物(电解质电解质)Li)Li离子电池、离子电池、Li Li 金属电池，不仅解决了漏金属电池，不仅解决了漏液问题，而且电池的容量更大，体积更小，更为安全可靠。它们必将成为极有液问题，而且电池的容量更大，体积更小，更为安全可靠。它们必将成为极有潜力的新一代电池产品。潜力的新一代电池产品。相关技术发展锂离子电容具有锂离子电池负极和双电层电容正极相结附：参考资料附：参考资料 2007年美国得克萨斯州EEStor的公司宣告了他们“里程碑”式的成果：其产品的关键物质钡钛酸盐粉钡钛酸盐粉末末纯度达到了99.9994%。这种能量存储装置是用陶瓷粉末涂在铝氧化物和玻璃的表面。从技术上说，它并不是电池，而是一种超级电容器，它在5分钟内充的电能可以让一个电动车走500英里。EEStor开发的超级电容器每公斤所存储的能量可达0.28千瓦时，相比之下，每公斤锂电池是0.12千瓦时，铅酸电池只有0.032千瓦时。该突破也对下一代锂电池的研制者造成威胁。这一技术所研制的新型超级电容器动力系统将替代一切电化学电池从技术，储能电容(超级电容器)才是21世纪最理想的储能再生动力电源！一种超级电容器隔膜，主要由石棉纤维和增强材料构成，其特征是在石棉纤维里面添加增强材料，采用湿法造纸的方法制作成超薄、致密、低电阻、高强度的超级电容器专用复合隔膜。广泛地应用为超级电容器电极的隔离材料，可以较好地降低超级电容器的内阻，提高超级电容器的大功率特性。GE全球研发中心宣布其混合动力系统研发团队成功开发了一种双电池系统，这种由高容量钠电池和高功率锂电池共同驱动的新系统，将加速公交巴士、货运卡车和其他大型车辆的电气化进程，并有望将电池成本降低20%。如今大多数类型的电池在容量及功率方面都难以得到两全。例如，锂电池可以为车辆提供强劲的动力，但容量很低。而钠电池则相反，它可以储存大量能量，但是在功率方面并不突出。附：参考资料附：参考资料附：参考资料 “目前各种不同正极材料做成的电池，都在做测试，但最终哪种技术路线能够成功，要三年以后才能知道。同时，也不排除实验室发明出一种成本更低、容量密度更大的电池技术。”目前在国内，磷酸铁锂在电池的容量、反复充放电性能和安全性方面被认为较理想，适合汽车动力电池需要，也已被比亚迪等汽车厂商选用。但杉杉股份的路线并非磷酸铁锂，在杉杉股份控股的两个正极材料公司中，主要产品为钴酸锂、锰酸锂、三元材料等。调研结果看，在动力电池领域日韩企业基本以“三元材料+锰酸锂”为主，美国的三家企业中，JohnsonControls-Saft和EndDel也是三元材料+锰酸锂，磷酸铁锂路线的只有A123一家。“三元材料+锰酸锂”是目前汽车动力锂离子电池的主流技术路线，据悉日产刚刚在北美投放的纯电动汽车Leaf就是锰酸锂路线。附：参考资料附：参考资料附：参考资料 汽车频繁的起步、爬坡和制动造成其功率需求曲线的变化很大，在城市工况下更是如此。一辆高性能的电动汽车的峰值功率与平均功率之比可达16：1。但是这些峰值功率的特点是持续时间一般都比较短，需求的能量并不高在新能源汽车领域，超级电容器可与二次电池配合使用，实现储能并保护电池的作用。通常超级电容器与锂离子电池配合使用，二者完美结合形成了性能稳定、节能环保的动力汽车电源。锂离子电池解决的是汽车充电储能和为汽车提供持久动力的问题，超级电容器的使命则是为汽车启动、加速时在短时内提供所需的峰值能量,在汽车减速、下坡、刹车时可快速回收并存储能量，保护电池的安全稳定运行。超级电容用在城市轨道交通系统,既能稳定线网电压,又能回收一定的制动能量。随着国内城市轨道交通的迅猛发展,研制出适用于城市轨道交通的超级电容器,将有利于建设节能型的城市轨道交通系统。超级电容器在风能、太阳能发电利用中具有得天独厚的优势。目前风能和太阳能发电系统普遍采用蓄电池作为贮能或缓冲装置，由于风力和阳光强度的不稳定，可能引起蓄电池反复频繁充电，导致电池寿命缩短。而超级电容器因具有数十万次以上的充放电循环寿命和完全免维护、高可靠性等特点，很快成为贮能缓冲装置的首选，达到保护蓄电池的功能。此外，在有强负载的系统中，利用该电容器可以发挥稳定系统电压，减少系统电源容量配置的作用。附：参考资料据日本IIT公司预测，使用液体锂离子电池（LiB）汽车从2010开始较大量推出后，到2012年其市场规模还达不到镍氢电池车，但从2013年开始，其规模就开始大大超越镍氢电池车；并且，从2013年开始，镍氢电池车的市场规模就几乎没有增长，但锂电池车的市场规模则随着新能源车市场的增长而逐渐增长，并成为市场主流。虽然2010年之前锂电池的成本高于镍氢电池，但锂电池的成本预计从2010年开始就将降到与镍氢电池相当的水平，之后锂电池的成本更将明显低于镍氢电池。附：参考资料附：参考资料据日本IIT公司预测，使用液体锂离子电池（LiB）汽车从20 千千 里里 之之 行行 始始 于于 足足 下下