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单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,Page,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,Page,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,Page,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,Page,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,Page,#,单击此处编辑母版标题样式,Page,2,目录,第,一,部,分,超,级电容器的原理及特点,现有超级电容器技术,第二部,分,第三部,分,南车超级电容器产品,第四部,分,企业研发平台,第五部,分,产品应用实例,Page,3,1.1,超级,电容器工作原理,一、超,级电容器,的原理及特点,电极材料：活性炭粉、活性炭纤维、模板炭、炭气凝胶以及石墨烯等；,电解液：有机系,(,如,TEA,TEMA,等,),，水系（,KOH,，,H,2,SO,4,以及,Na,2,SO,4,等）,;,电荷,存储方式：正负电解质离子分别以静电吸附方式吸附在高孔隙率的炭材料孔道内部，且无化学反应，性能稳定。,双电层储能,一、超级电容器的原理及特点,Page,4,1.,2,电容与电池的能量功率特性对比,比功率,比能量,Page,5,高能量,特性,长寿命,宽工作温度,范围,-4065,（主要性能指标几乎无差异）,与普通铝电解电容相比，可达,10,4,倍,寿命,10,年以上或,100,万次循环,低内阻,高功率,环境友好,免维护,全密封结构，无需维护,可数千、上万安培输出,无污染，可回收,一、超级电容器的原理及特点,1.3,超级电容器的优点,Page,6,双电层,电容器,混合型,电容,器,法拉第,赝电容,器,超级,电容器,高比表面积，静电双电层存储能量,前两者的混合存储,可逆的掺杂,|,去掺杂、欠电位吸附,|,脱附,、,快速的氧化还原过程,存储能量,2.1,超级电容器分类,二、现有超,级电,容技术,Page,7,电压,范围,(V),质量,比能量,(Wh/kg),质量,比功率,（,k,W/kg,）,体积,比能量,(Wh/L),循环寿命,(,次,),技术成熟度,是否免维护,储能类型,双电层电容器,AC/AC,0-2.7,3-7,10-20,3-7,1,000,000,成熟,是,物理,赝电,容器,NiO/AC,0.8-1.6,6-9,1-2,9-14,50,000,否,化学,+,物理,锂离子电容器,L,i,C,2.2-3.8,15-20,1-3,13,100,000,中试,阶段,是,化学,+,物理,2.2,不同超级电容器的参数对比,二、现有超,级电,容技术,Page,8,三,、南车超级电容器产品,产品种类、规格及应用,3.1.1,公司主要产品,-9500F,超级电容单体,电容量,(F),型号,最大等效串联内阻,ESR(m),漏电流（,mA,）,25C&72h,质量,(g),能量密度（,Wh/kg,）,功率密度（,kW/kg,）,AC1kHz,DC,9500,NBCSR-9500C-002R7,0.13,0.28,15.0,1300,7.4,5.01,应用：,储,能式轨道车辆,轨道交通制动能量回收系统,重,型机械,内燃机车启动系统,尺寸,(mm),L,W,T,H,B,A,2310.8,79+1,56+1,2200.5,36,16,Page,9,三,、南车超级电容器产品,产品种类、规格及应用,3.1.2,公司主要产品,-3000F,超级电容单体,应用：,风力发电变桨系统,电,动混合动力汽车,储,能式轨道车辆,轨道交通制动能量回收系统,UPS,电源,/,动态电压补偿系,统,电容量,(F),型号,最大等效串联内阻,ESR(m),漏电流（,mA,）,25C&72h,质量,(g),能量密度（,Wh/kg,）,功率密度（,kW/kg,）,AC1kHz,DC,3000,NBCSR-3000C-002R7,0.17,0.23,5.0,550,5.52,14.41,尺寸,(mm),L,D,1,D,2,D,3,H,1,T,1380.3,140.035,1.5,60+0.5,2.8,16.5,Page,10,三,、南车超级电容器产品,产品种类、规格及应用,指标,16V,模组,30V,模组,48V,模组,60V,模组,电容量（,25,）,500F(0%20%),250F (020%),166F (020%),125F (020%),额定电压（,DC,）,16V,30V,48V,60V,内阻（,DC,）,1.7m,3.5m,5m,7.2m,内阻（,AC,）,1.5m,3m,4.5m,6.4m,漏电流,5mA,5mA,5mA,5mA,重量,5.4kg,10.2kg,14.8kg,19.2kg,储存能量,17.7Wh,31.25Wh,54.5Wh,62.5Wh,循环寿命,100,万次,100,万次,100,万次,100,万次,工作温度范围,-40 +65 ,-40 +65 ,-40 +65 ,-40 +65 ,存储温度范围,-40 +70 ,-40 +70 ,-40 +70 ,-40 +70 ,尺寸,长（,L,）,416,416,416,416,宽（,W,）,70,130,190,254,高（,H,）,176,176,176,176,3.1.3,公,司,模,组,系,列,产,品,性,能,指,标,Page,11,市场应用,汽车低温辅助启动系统,储能式轻轨车动力系统,军用弹射系统,纯,EDLC,电动汽车,储能,式无轨车动力系统,风力发电、港口机械,三、南车超级电容器产品,产品种类、规格及应用,3.1.4,主要市场应用,Page,12,3.2.1,高,低温特性,-40,时，容量,衰减,0.1%,65,时，,容量,无变化,-40,时，内阻,升高,37.5%,65,时，,内阻升高,5.6%,电容器高低温容量、直流内阻曲线,三,、南车超级电容器产品,产品性能及安全性测试,公司,C/C,-40,（,%,）,C/C,70,（,%,）,R/R,-40,（,%,）,R/R,70,（,%,）,C/C,5000h,（,%,）,R/R,5000h,（,%,）,C/C,100000c,（,%,）,R/R,100000c,（,%,）,国外公司,-2.7,0.60,12,0,-30,90,-8,25,本公司,-2.2,0.71,13,0,-20,100,-6,30,3.2.2,稳定性,Page,13,3.2.3,安全性保障,1.,2.,3.,4.,安装单向截止阀解决寿命与安全,（,3kg,开启，,16kg,焊口开裂）,安装温度传感器解决过温问题,安装限压电路板解决过压问题,智,能监控、诊断、报警,CMS,系统,单向截止阀,限压电路板,CMS,三,、南车超级电容器产品,产品性能及安全性测试,Page,14,挤压试验,针刺试验,重物冲击试验,燃烧试验,3.2.4,重要安全性试验,三,、南车超级电容器产品,产品性能及安全性测试,产品破坏无爆炸，无燃烧,Page,15,产品通过北方汽车质量监督检验鉴定,三,、南车超级电容器产品,产品性能及安全性测试,Page,16,三,、南车超级电容器产品,智,能管理系统（,CMS,）,3.3,1 CMS,系统及其主要参数,技术参数名称,单位,参数值,1kV,及以下的储能系统,2kV,及以下的储能系统,型号,NCCM-10,NCCM-20,允许的储能系统最高工作电压范围,V/DC,2001000,8002000,允许的储能单元最高工作电压范围,V/DC,12.560,12.560,允许的超级电容器电容量范围（含并联后）,F,480090000,200050000,允许各电容器电容量偏差范围（生命周期内）,%,-2010,-2010,允许各电容器内阻偏差范围（生命周期内）,%,-20150,-20150,允许电容器升压速度,mV/s,200,200,电容器电压的平衡精度范围（电压,2.45V,）,mV,1540,1540,工作环境温度范围,-2060,-2060,耐压：泄漏电流小于,20,A1,分钟的承受电压,V/DC,2500,5000,三,、南车超级电容器产品,智,能管理系统（,CMS,）,3.3.2 CMS,系统主要功能,1,、,平衡单体端电压,：,限定偏差值在一定范围内。,2,、,采集,数据：,对单体、 模组、系统的电容、内阻及漏电流进行运算,。,3,、,温度,检测：,每个模组配,2,个监测点,。,4,、,查询,预警：,查询各项指标，对超范围指标进行预警,。,5,、,过,压、过热等故障,保护,6,、,远程,监控：,通过移动网络、卫星或有线网络数据，实现对储能系统的远程监控,。,Page,18,集,研发,、生产、销售、服务于一体的高新科技企业：,超,级电容器电极；,超,级电容器单体,;,超,级电容器模组；,储,能器件及系统；,科,技有限公司,的,宁,波南车新能源,注,册资本,8800,万,5,年投资,18,亿打造超级电容产业基地,2012,年初,注,册成立,4,.1,公,司简介,四,、,企业研发平,台,公司介绍,Page,19,十,二,五,末,期,建立有效人才引进机制，培养高素质高学历人才，搭建人才管理梯队。,建成国家级超级电容器技术,研究院,建成国家级轨道交通用超级电容,检测测试中心,。,四,、,企业研发平,台,研究所,4.2,超,级电容研究所,2013,年,8,月,15,日，中国首个超级电容研究所在宁波成立。,Page,20,王成扬,58,岁,材料化学 博士,教授,材料研发首席专家,傅冠生,47,岁,材料成型 硕士,国际焊接工程师,(,韩国,),金益,准,50,岁,材料物性专业博士,研究员,储能系统设计专家,杨颖,48,岁,材料学 硕士,应用研发技术总监,刘友梅,75,岁,中国工程院院士,应用研发首席专家,(,日本,),西野敦,77,岁,材料学,博,士,教授,器件设计首席专家,阮殿波,44,岁,教授级高工,总工程师,(,韩国,),李尚泫,45,岁,化学科 硕士,研究员,材料研发技术总监,四、,企业研发平,台,专家委员会,张世超,51,岁,材料学 博士,教授,器件设计技术总监,Page,21,2013,年,投资,2.2,亿元,建成,2,条国际先进的年产,100,万只,超级电容大规模产线，年产值达到,5,亿元,四、,企业研发平台,生产线,Page,22,电极碾压机,电极分切机,全自动冲切机,全自动电极叠片机,四、,企业研发平台,生产线,Page,23,四、,企业研发平台,试验线,Page,24,5.1,储能式现代有轨电车,储能式现代有轨电车,五,、产,品应用实,例,轨道交通领域,项目,储能式,100%,低地板现代有轨电车,车辆编,组形式,4,模块,3,动,1,拖,（最多可扩展至,8,模块）,供电制式,站台区快速充电（充电时间,30s,）,供电电压,DC900V,储能器件,超级电容,7500F,单体,地板高度,350mm,最高速度,70km/h,最大坡道,80%,。,最大载客量,380,人,线路距离,7.7km,站点数量,10,站,运行线路,广州海珠线,储电总能量：,20kWh,工作能量：,16kWh,满载运行：,3km,快速充电电流：,2800A(,峰值,),制动效率：,85%,制动能量回收率：,30%,最,长快速充电时间：,20s,储能系统参数,Page,25,5.2,储能式无轨车,五,、产,品应用实,例,公共交通领域,额定工作电压：,DC,720,V,工作电压范围：,DC,360-720,V,储,电总能量：,4,kWh,可行驶里程：,5-6Km,最大,快速充电时间：,30 s,储能式无轨车,Page,26,5.3,储能式车辆的分布式充电站,五,、产,品应用实,例,公共交通领域,技术参数名称,单位,参数值,输入电源,AC380V10%(,双回路供电,),输出形式,DC770V,充电回路,输出路数,路,2,超级电容组,1,3000F,单体，,438,串，,4,并,超级电容组充电截止电压,V,1100,超级电容组放电截止电压,V,770,Page,27,五,、产,品应用实,例,轨道交通领域,5.4,南车线路储能系统（,ESS,）,主要优点：,能量利用率高；,绿色环保、免维护；,可以避免再生能量对电网的冲击；,保证机车运行的同时，节省能量，减少系统的整体运行成本,电压,(V),额定接触网电压,(V),接触网电压范围,(V),额定工作电流,(A),系统最大工作电流,(A),系统最大工作电压,(V),能量回收状态的网压,(V),单次循环回收能量,(kWh),储能系统最高电压,(V),储能系统总电容量,(F),储能系统直流内阻,(m),系统使用寿命,(Year),系统运行环境温度,(,),系统运行环境湿度,(R.H.),750,750,500-900,1600,4400,(10s),1000,1000,8.2,780,125,12,10,-2035,90%,1500,1500,100-1800,1600,2250,(10s),2000,1850,7.70,975,74.7,20,10,-2040,90%,750V,、,1500V,线路储能主要参数,Page,28,5.5,西班牙萨拉戈萨有轨电车,1,号线,五,、产,品应用实,例,轨道交通领域,2011,年,4,月,19,日正式投入运营；,整车长,33,米，宽,2.65,米，拥有,54,个座位和,146,个站位，可载荷,200,名乘客；,该电车装配了,CAF,公司的车载超级电容能量储存系统，可摆脱受电弓运行。,充电电压,750V DC,最高时速,70km/h,额定功率,560kW,最大加速度,1.2m/s,2,Page,29,五,、产,品应用实,例,轨道交通领域,5.6,韩国首尔地铁轨道车辆储能系统（,ESS,）,该公司对,2010,年,7,月至,2011,年,4,月这段时间内车辆运行能耗的统计分析,:,车辆总耗电量为,4313.85kWh;,ESS,节约的总电量达到,1319.72kWh;,节能率为,23.4%,。,Page,30,五,、产,品应用实,例,轨道交通领域,5.7,庞巴迪制动能量回馈吸收装置,Mitrac,节能器,ES510,型节能器,重,量：约,438kg,；,体积,：,1700670610mm,储,存能量：,20.5kWh,Page,31,五,、产,品应用实,例,轨道交通领域,5.8 Mitrac,节能器节能效果,空车试运行测试结果,线,路峰值功率需求降低了,40%,；,能,量节约率为,30%,。,
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