储能装置的复合结构形式

1、0303 PART THERE动力电池的基本原理知识回顾1.1. 动力电池基本概念及分类动力电池基本概念及分类为为 了理解电池是怎样把化学能转化为电能的，了理解电池是怎样把化学能转化为电能的， 以以经典的丹尼尔原理电池单体化学反应为例进行介绍。经典的丹尼尔原理电池单体化学反应为例进行介绍。将Zn(锌)置于ZnSO4(硫酸锌)溶液中， 将Cu(铜)置于CuSO4(硫酸铜)溶液中,并用盐桥或离子膜等方法将两电解质溶液连接。动力电池的基本原理动力电池的基本原理锌单质和溶液中的锌离子是相互转化的，当单独放置的时候,两者的转化处于平衡状态，没有对外的物质变化的效果， 当将锌溶液和铜溶液相连的时候，锌的化

2、学性质比铜的化学性质更活泼，在与电解质作用的时候，先与电解质发生氧化反应，被氧化为 Zn2+, 从而锌一直失去电子，铜一直得到电子。动力电池的基本原理动力电池的基本原理知识回顾1.1. 新能源汽车包括哪些？新能源汽车包括哪些？0101 PART ONE动力电池的市场 新能源车发展总体将遵循节能、环保两大趋势，逐步实现对化石燃料的替代。目前，混合动力车、插电式混合动力车和纯电动车的批量生产和获得更多市场份额的主要障碍是储能装置。 本任务主要介绍社会上常用的储能装置：动力电池、飞轮储能器及超级电容。动力电池的应用动力电池的应用动力电池的应用动力电池的应用 新能源汽车电池、电机、电控三大核心零部件中

3、，动力电池在整车成本中所占比例最高，也直接影响整车性能。 中国产业信息网发布的2015-2020 年中国汽车动力电池市场运营态势与投资前景分析报告指出：电动汽车车用电池结构件单车价值量约为 1500 元，我们估算，其市场规模将从 2014 年的 1.2 亿元高速增长至 2019 年的 18 亿元，年均增长 CAGR 为73%。 造成这么大的需求量，除了国家大力支持之外，也说明其应用范围较广，其中包括：1 . 动力电池动力电池 在厂内车辆的应用在厂内车辆的应用 厂区或生产现场内电动举升式叉车为主的电动车辆被广泛应用于工厂的货物举升、移动和码放。电动叉车主要应用的动力电池主要以铅酸动力电池为主。2

4、 . 动力动力 电池电池 在在 电机电机 车车 上上 的应用的应用 随着铁路运输的发展，现阶段各国应用的轨道运输工具已经以电力机车为主，国外以及我国的高速列车均为电力拖动车辆，电力机车一般配备 750V 或 900V 动力电池。 以动力电池为动力源的电力机车多年来也广泛应用于采矿中的矿石运输。动力电池的应用动力电池的应用3. 动力动力 电池电池 在在 娱乐及娱乐及 运动场地车辆运动场地车辆 的的 应用应用 作为娱乐及运动场地车辆的典型应用，高尔夫球车主要用于高尔夫球场运送设备以及为球员服务。由于电动车辆具有无污染、低噪音等优点，在环境要求高的旅游景点也被广泛运用。4 . 动力动力 电池电池 在

5、在 残疾人或医疗服务用车残疾人或医疗服务用车 上的上的 应用应用 由于动力电池驱动的车辆具有起步平稳、低噪声等优点，在医疗机构中应用电动车辆运输药品、作为重症监护车辆以及救护车。动力电池的应用动力电池的应用5. . 动力动力 电池电池 在在 机场地面保障车辆机场地面保障车辆 上上 的应用的应用 20 世纪 80 年代初，机场开始扩大由动力电池驱动的车辆在机场货物运输及人员输送方面的应用。6. 动力动力 电池电池 在在 电动电动 滑板车滑板车 、摩托车和自行车、摩托车和自行车 上上 的应用的应用 英国人和法国人共同研制的电动三轮车，这是铅酸电池在私人道路车辆上的第一次应用。7 . 动力动力 电池

6、在电池在 电动汽车电动汽车 上上 的应用的应用 随着节能环保受到社会各界的重视，交通领域节能减排、低碳出行的重任再次落到了电动汽车的身上，各国陆续推出电动汽车。如日本、德国、美国等。 中国通过长期的研究，分别完成了纯电动汽车、混合动力汽车、燃料电池汽车，部分产品已经大批量供应城市需求。如比亚迪秦、荣威 E50、荣威 E550、北汽新能源等。动力电池的应用动力电池的应用一、一、动力电池动力电池（一）动力电池的市场 新能源汽车电池、电机、电控三大核心零部件中，动力电池在整车成本中所占比例最高，也直接影响整车性能。 中国产业信息网发布的2015-2020 年中国汽车动力电池市场运营态势与投资前景分析

7、报告指出：电动汽车车用电池结构件单车价值量约为 1500 元，我们估算，其市场规模将从 2014 年的 1.2 亿元高速增长至 2019 年的 18 亿元，年均增长 CAGR 为73%。 造成这么大的需求量，除了国家大力支持之外，也说明其应用范围较广，其中包括：一、储能装置类型一、储能装置类型储能装置包括化学储能和物理储能两种:（1）化学储能目前实车只有镍氢、锂离子两种电池。 （2）物理储能包括超级电容和飞轮电池两种。二、储能装置性能比较二、储能装置性能比较项目超 级 电容铅酸蓄电池镍 镉 电池镍氢电池锂离子电池燃 料 电池充电时间1 0 秒 到几分钟412410123634充放电次数5000

8、004006004 0 0 500大于5001000大于500工作电流极高高高高中低记忆效应无轻微有有很轻微轻微自放电（每月）高0.0325（中）20（中）510低质 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安全性优一 般良良差差环境零污染有污染基 本 无污染基本无污染基本无污染零污染三三、蓄电池性能指标、蓄电池性能指标1 1电压电压(V)(V)电池铅酸镍镉镍氢锰钴锂磷酸亚铁锂钠硫全钒液流电压2.1V1.2V1.2V3.7V3.2V2.08V1.4V（1）电动势（2）

9、开路电压（3）额定电压（4）工作电压(负载电压、放电电压)（5）终止电压三三、蓄电池性能指标、蓄电池性能指标2.2.电池容量电池容量(Ah)(Ah)（1）理论容量（2）实际容量（3）标称容量(公称容量)（4）额定容量（5）充电状态(SOC)3.3.能量能量(Wh(Wh、kwhkwh) )（1）标称能量（2）实际能量（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电池内阻电池内阻6 6循环次数循环次数( (次次) )7 7使用年限使用年限( (年年) )8 8放电速率放电速率( (放电率放电率) )9 9自放电率自放

10、电率1010成本成本三三、蓄电池性能指标、蓄电池性能指标三、电动汽车对蓄电池的基本要求三、电动汽车对蓄电池的基本要求1 1比能量比能量2 2充电时间短充电时间短3 3连续放电率高，自放电率低连续放电率高，自放电率低4 4不需要复杂的运行环境不需要复杂的运行环境5 5安全可靠安全可靠6 6寿命长、免维修、制造成本低寿命长、免维修、制造成本低四、电池在汽车中应用情况四、电池在汽车中应用情况1市场化中低速电动车一般采用的电池类型（1）阀控铅酸（VRLA）（2）镍镉(Ni-Cd) 2.市场化电动汽车广泛使用的电池类型（1）镍氢(Ni-MH) （2）锂（Li）（3）锂聚合物(Li-Ion) 3市场化不成

11、熟的车用电池类型（1）镍锌 Ni-Zn) （2）锌空气 (ZnAir) （3）铝空气 (AlAir) (4）钠硫 (NaS) （5）钠、氯化镍(NaNiCl2)0202 PART TWO铅酸蓄电池一、一、铅酸蓄电池构造铅酸蓄电池构造22二二、工作原理工作原理阀控铅酸蓄电池(VRLA, Valve Regulated Lead Acid Battery)0303 PART THREE镍氢和镍镉电池一一、镍镉、镍镉(Ni-Cd)(Ni-Cd)电池电池简介简介1 1镍镉电池简介镍镉电池简介一一、镍氢电池工作原理镍氢电池工作原理二二、镍氢电池典型应用镍氢电池典型应用0404 PART FOUR锂离子电

12、池一、锂离子电池简介一、锂离子电池简介二、普通锂离子电池的特点三、磷酸铁锂四、其他前沿技术1锂离电池的纳米技术2充电材料表面处理技术3锂电池快速充电技术0505钠硫电池 PART Five一、钠硫电池简介一、钠硫电池简介 钠硫电池（Sodium-Sulfur Battery ）。钠硫电池是美国福特(Ford)公司于1967年首先发明公布的，其比能量高、可大电流、高功率放电。日本东京电力公司(TEPCO)和NGK公司合作开发钠硫电池作为储能电池，其应用目标瞄准电站负荷调平、UPS应急电源及瞬间补偿电源等，并于2002年开始进入商品化实施阶段，截止2007统计，日本年产钠硫电池电池量已超过100M

13、W，同时开始向海外输出。二、构造和工作原理二、构造和工作原理0606超级电容 PART SIX一、超级电容简介 超级电容器又叫黄金电容、法拉电容，它通过极化电解质来储超级电容器又叫黄金电容、法拉电容，它通过极化电解质来储能，属于双层电容的一种。由于其储能的过程并不发生化学反应，能，属于双层电容的一种。由于其储能的过程并不发生化学反应，因此这种储能过程是可逆的，正因为此超级电容器可以反复充放因此这种储能过程是可逆的，正因为此超级电容器可以反复充放电数十万次。超级电容一般使用活性碳电极材料，具有吸附面积电数十万次。超级电容一般使用活性碳电极材料，具有吸附面积大，静电储存多的特点，在新能源汽车中有广泛使用。大，静电储存多的特点，在新能源汽车中有广泛使用。 二、超级电容工作原理三、超级电容的应用0707飞轮电池 PART SEVEN一、飞轮电池简介一、飞轮电池简介二、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、核心技术三、核心技术1.1.轴承技术轴承技术（1）超导磁悬浮轴承(SMB)（2）永磁轴承（3）电磁悬浮轴承( AMB)2.2.高强纤维复合材料飞轮高强纤维复合材料飞轮 3.3.电力电子技术电力电子技术四、