动力型超级电容的研发

南车新能源CTO:阮殿波,动力型超级电容器,Page2,目录,Page3,1.1超级电容器工作原理,一、超级电容器的原理及特点,双电层储能,一、超级电容器的原理及特点,Page4,1.2电容与电池的能量功率特性对比,Page5,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104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,一、超级电容器的原理及特点,Page6,1.4全寿命周期能量效率,Page7,2.1超级电容器分类,二、现有超级电容技术,Page8,2.2不同超级电容器的参数对比,二、现有超级电容技术,Page9,在产一代,EDLC,9500F,7500F,3000F,二、现有超级电容技术,Page10,3.2.1单体技术指标对比,三、南车超级电容器产品产品性能及安全性测试,Page11,3.2.2高低温特性,三、南车超级电容器产品产品性能及安全性测试,3.2.3稳定性,Page12,3.2.4安全性保障,三、南车超级电容器产品产品性能及安全性测试,Page13,3.2.5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,Page14,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,Page15,三、南车超级电容器产品智能管理系统（CMS）,3.3,1CMS系统及其主要参数,三、南车超级电容器产品智能管理系统（CMS）,3.3.2CMS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。,Page17,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；,4.1公司简介,四、企业研发平台公司介绍,Page18,四、企业研发平台公司介绍,规划与目标,第三阶段,第二阶段,第一阶段,顺利实现超级电容器单体在能量密度的显著提高、制备工艺与控制系统的显著简化。,实现到2020年产销售收入45亿元、利润6.6亿元、税后利润4.98亿元。,亚洲第一、世界前三,Page19,四、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。,Page20,研发中心,超级电容器研发中心(试验线),超级电容器研发中心(基础实验室),三、公司简介与研发平台,Page21,已授权专利53项，在申请专利33项已成功开发3000F、7500F、9500F系列产品9500F超级电容通过浙江省科技成果鉴定承担863、宁波市重大专项等科研项目在申请3项国家标准,已取得的技术成果,四、企业研发平台研究所,Page22,新一代超级电容器1,不同储能器件Ragone示意图,3V/12000F超级电容器研制预期完成技术指标：重量1.3kg；直流内阻0.1m；循环寿命达100万次；质量比能量达11Wh/kg；质量比功率达17kW/kg；工作电压达3.0V的12000F有机系超级电容器单体。目标市场：城市轨道交通行业，包括有轨电车和无轨电车。,能量密度,新型电极材料,100F圆形电容器,电容器充放电曲线,二、超级电容器的研究与创新方向,Page23,新型高性能纳米混合电容器(NHC)单体的研制预期完成技术指标：工作电压为1.5-2.5V；质量比能量大于20Wh/kg;质量比功率大于3kW/kg。目标市场：储能式无轨电车、微网储能。,新一代超级电容器2,NHC电容器储能机理,EnergyEnviron.Sci.,2012,5,9363,二、超级电容器的研究与创新方向,Page24,2013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,Page25,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,Page26,五、产品应用,主要市场应用,Page27,5.1储能式有轨电车,储能式轻轨车,五、产品应用实例轨道交通领域,额定工作电压：DC900V工作电压范围：DC500-900V总容量：143F储电总能量：18.45kWh工作能量：12.8kWh快速充电电流：21000A/s(峰值)放电电流：2400A/s(峰值）最大快速充电时间：30s续航里程：4km,Page28,5.2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：DC720V工作电压范围：DC360-720V储电总能量：8kWh可行驶里程：5-6Km最大快速充电时间：30s,储能式无轨车,Page29,5.3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。,Page30,五、产品应用实例轨道交通领域,5.4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