合肥理工学院《储能原理与技术》2025-2026学年期末试卷(A卷)

合肥理工学院《储能原理与技术》2025-2026学年期末试卷(A卷)适用专业：新能源科学与工程、储能科学与工程、能源与动力工程（储能方向）考试时间：120分钟总分：100分考试形式：闭卷注意事项：1.答题前，考生须将姓名、学号、班级信息填写在答题纸指定位置，字迹清晰可辨。2.所有试题答案须书写在答题纸对应题号区域内，写在试卷、草稿纸上的答案无效。3.考试结束后，考生须将试卷、答题纸、草稿纸一并交回，不得带出考场。一、名词解释（共5小题，每小题3分，共15分）1.质量比能量2.固体电解质界面（SEI）膜3.潜热型相变储能4.液流电池功率-容量解耦特性5.储能系统循环寿命二、单项选择题（共10小题，每小题2分，共20分。每小题只有一个正确答案，请将答案填涂在答题纸对应位置）1.下列储能技术中，质量比能量最高的是（）A.铅酸蓄电池B.磷酸铁锂电池C.NCM811三元锂电池D.双电层超级电容器2.大型抽水蓄能电站的综合能量转换效率通常处于以下哪个区间（）A.30%~40%B.60%~75%C.80%~90%D.95%以上3.按照相变温度区间分类，下列属于中温相变储热材料的是（）A.十水硫酸钠（熔点32℃）B.硝酸钠-硝酸钾共晶熔盐（熔点220℃）C.氧化镁基高温陶瓷储热材料（工作温度≥600℃）D.石蜡（熔点58℃）4.磷酸铁锂单体电池的标称电压为（）A.2.0VB.3.2VC.3.7VD.4.2V5.传统非补燃式压缩空气储能系统的储能环节通常依赖的地质存储载体是（）A.地下盐穴B.岩溶洞穴C.花岗岩裂隙D.冲积砂层6.飞轮储能系统的能量主要以哪种形式存储（）A.热能B.电场能C.动能D.磁场能7.下列液流电池技术中，正负极活性物质均为钒离子不同价态电解液的是（）A.锌溴液流电池B.全钒液流电池C.铁铬液流电池D.有机醌液流电池8.下列不属于电化学储能系统辅助子系统的是（）A.电池管理系统（BMS）B.储能变流器（PCS）C.磷酸铁锂电芯D.液冷热管理系统9.下列储氢技术中，系统质量储氢密度最高的是（）A.70MPa高压气态储氢B.低温液态储氢C.稀土金属氢化物储氢D.活性炭吸附储氢10.下列储能应用场景中，属于电网侧储能范畴的是（）A.用户侧峰谷价差套利B.新能源电站配储平抑出力波动C.电网一次调频、无功调压D.工商业用户备用电源三、多项选择题（共5小题，每小题3分，共15分。每小题有2~4个正确答案，多选、少选、错选均不得分）1.下列储能技术中，属于机械储能大类的有（）A.抽水蓄能B.压缩空气储能C.飞轮储能D.双电层超级电容器储能2.锂离子电池的核心构成部件包括（）A.正极活性物质层B.负极活性物质层C.电解质D.隔膜3.潜热型相变储热系统的典型优点包括（）A.体积储能密度高B.储放热过程工作温度近似恒定C.系统建设成本远低于水储热D.无过冷、相分离等运行问题4.储能技术在新型电力系统建设中的核心作用包括（）A.平抑风电、光伏等新能源的出力波动，提升消纳水平B.参与电网频率、电压调节，提升电能质量C.作为应急备用电源，提升电力系统供电可靠性D.支撑用户侧需求响应，降低用户综合用电成本5.下列关于全钒液流电池技术特点的描述，正确的有（）A.功率与容量可独立设计，适配长时储能场景B.电解液循环使用，循环寿命可达万次以上C.能量密度显著高于三元锂电池D.正负极电解液均为钒盐溶液，无不可逆交叉污染风险四、判断题（共10小题，每小题1分，共10分。请在答题纸对应位置填写“√”或“×”）1.储能系统的能量转换效率定义为系统放电输出能量与充电输入能量的比值。（）2.磷酸铁锂电池的高温热稳定性优于三元锂电池，安全性能更高。（）3.抽水蓄能属于典型的功率型储能技术，适合提供毫秒级调频服务。（）4.双电层超级电容器的充放电过程主要依赖静电吸附作用，无体相电化学反应。（）5.熔融盐储热是当前塔式太阳能热发电系统的主流储能技术路线。（）6.传统补燃式压缩空气储能系统的发电效率普遍高于大型抽水蓄能电站。（）7.锂离子电池的SEI膜仅在首次充放电过程中于负极表面形成，成膜后性能稳定。（）8.飞轮储能系统的待机自放电损耗随转子额定转速的升高而降低。（）9.动力电池梯次利用储能是指将退役动力电池经检测、筛选、重组后，应用于储能场景的技术模式。（）10.储冷技术通过存储低温介质实现冷量的时空转移，不属于储能技术的研究范畴。（）五、简答题（共4小题，每小题5分，共20分）1.简述磷酸铁锂/石墨体系锂离子电池的工作原理，并分别写出充放电过程中正负极的电化学反应方程式。2.简述抽水蓄能电站的基本工作原理，并列举其3项以上核心应用场景。3.简述潜热型相变储能技术的主要优缺点，并列举其3项以上典型应用领域。4.简述电池管理系统（BMS）的核心功能模块及作用。六、论述题（共1小题，共10分）结合我国“双碳”战略目标与新型电力系统建设的核心要求，阐述长时储能（放电时长≥4小时）的主要技术路线，并分析长时储能在新型电力系统中的应用价值。七、综合计算题（共1小题，共10分。要求写出计算步骤，结果保留2位小数）某分布式光伏电站配套建设1MW/2MWh磷酸铁锂储能系统，已知储能变流器（PCS）的交直流双向转换效率均为96%，电池组直流侧充放电能量效率为95%，所采用的磷酸铁锂单体标称电压为3.2V、额定容量为280Ah。忽略系统冗余、线路损耗及电压等级匹配要求，按额定能量等值计算，请完成以下计算：（1）计算该储能系统的交流侧到交流侧（AC-AC）总能量转换效率；（2分）（2）若电池模组采用“1P144S”的串并联配置，计算