總參61所  孟海軍

我第一個講的是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的背景，第二部分是特性簡介，第三是新能源交通中的應(yīng)用，第四是新能源及其它應(yīng)用，第五是軍事應(yīng)用，第六是展望。
    隨著全球電動汽車的迅猛發(fā)展，增長非常快。我們國家從今年以來圍繞治理污染和相關(guān)政策的牽引，電動汽車的應(yīng)用推廣獲得了進一步的提速，這些都帶動了鋰離子電池和超級電容器等動力電源的迅速發(fā)展。
    超級電容器在消費電子、工業(yè)電子、汽車電子及新能源應(yīng)用中有非常廣闊的應(yīng)用。國內(nèi)超級電容器市場保持高速增長的狀態(tài)。國內(nèi)從技術(shù)、產(chǎn)業(yè)、應(yīng)用等方面都取得了重要的成就，特別是以鋰離子電容器為代表的能量級超級電容方面有一定的優(yōu)勢。國內(nèi)超電產(chǎn)業(yè)具備了爆發(fā)性增長的條件。
  超級電容器相對傳統(tǒng)電池、燃料電池、傳統(tǒng)電容等等，超級電容器功率密度1000F，能量密度達到10左右，混合型能到20、30等等，放電特性是在秒級或者幾十秒級的水平。
 對于超級電容器的理解，我總結(jié)了一下，可能要關(guān)注六個方面的指標。第一個是在一定的比功率條件下它有用的比能量，在高功率的條件下比能量的值。這是在一定的比功率條件下有用的比能量指標。
    第二個指標是在一定的高效充放電效率下，95%或者以上的比功率指標�；蛘哒f在高的充放電效率情況下，電容器的充電和放電比率特性。
    第三個重要指標我理解的是它在全充放，超級電容器的壽命指標。
    第四個指標是超級電容器在核電狀態(tài)下自放電的指標。
    第五個指標關(guān)注的是超級電容在低溫條件下電阻值的變化。
    第六個指標比較重要的是在高溫條件下，電容器的壽命指標和它自放電的情況。
    把這六條說完了就可以框定電容器的性能和功能了，超電的特性當(dāng)中主要的技術(shù)還是它的材料技術(shù)以及器件、組件和應(yīng)用技術(shù)。超電的主要應(yīng)用場合是根據(jù)超級電容器的功率、優(yōu)勢和它的劣勢比能量情況以及它的較高的自放電情況。比如說一分鐘以內(nèi)的條件下，特別適合使用功率型的，15分鐘時間段更適合是能量型的。在時間較長，30分鐘以上是比較適合鋰離子電容器的等等。
    第二個場合是長壽命、高可靠。比如說風(fēng)電變槳、UPS后備電源。
    第三個是頻繁快速充放電需求。
    第四個場合是超級電容器有非常寬的溫區(qū)，低溫情況下是它非常出彩的應(yīng)用領(lǐng)域。
    第三部分介紹一下新能源交通應(yīng)用，在車輛當(dāng)中有機對稱型超級電容器，以雙電層在起停式，以及深度混合動力大客車和純電的演變。
    隨著新能源汽車的發(fā)展，起停式電動車被越來越多的單位引用。2016年有50%以上的車輛都會使用。國內(nèi)一汽奧迪、上汽榮威都會作為標配。
    混合動力車前面專家講的比較多了，主要是超級電容系統(tǒng)和燃料系統(tǒng)組成，在起步、加速和低速行駛由超級電容器系統(tǒng)提供動力。在怠速、制動、滑行時可進行能量回收，節(jié)油率達到30%以上。
    奧威公司在上海世博會的時候研發(fā)的純電動式的公交車，比無軌電車電力減少40%，能耗僅為燃油車的三分之一。
    超電的低溫特性還在電動汽車方面有其他應(yīng)用，比如說在電子轉(zhuǎn)向、微混和深度混合領(lǐng)域，還可以用到車輛的低溫啟動。
    南通研究的脫線運行有軌電車，軌道交通另外一個應(yīng)用方面是能量回收，由于站間距離短，列車頻繁的啟動、制動，制動能量可觀，用優(yōu)秀的大功率特性，可以節(jié)省30%以上。
    剛才咱們講的是道路車輛，實際上我們還有非常大的非道路車輛。比如說起重混合動力的工程機械都用到了超電大幅度降低能耗，還可以減少噪音、污染。也可以用在純電動叉車和其他用途的車輛方面，經(jīng)濟性很好。壽命長、大幅縮減充電設(shè)備的重建。
    第四個方面是在可并微電網(wǎng)中的應(yīng)用。超級電容器儲能系統(tǒng)作為主要儲能設(shè)備之一，配合鋰離子電池或者鉛酸電池儲能系統(tǒng)接入380V側(cè)，利用超級電容器的快速響應(yīng)和功率特性用于微電網(wǎng)的平滑切換和削峰填谷方面。主要功能有三個，第一個是提供短時供電，第二個是用作能量緩沖裝置，第三個是改善微電網(wǎng)的電能質(zhì)量。
    在新能源及其它應(yīng)用中作為風(fēng)電變槳電源，利用超級電容器的高可靠性和長壽命，在風(fēng)機上應(yīng)用起來。傳統(tǒng)的UPS至少配電池是半小時以上，以鉛酸電池為主，隨著現(xiàn)在的發(fā)展配了一些鋰離子電池。但是機房用到的刀片服務(wù)器，溫度升的非常快，對于我們后備電池的配備和用法產(chǎn)生了變化。從設(shè)備本身運行的角度講，不說空調(diào)等不能保障制冷的話，后備電池再長沒有意義�，F(xiàn)在的做法是半小時以上的時間壓縮到十五分鐘或者更短的時間。
    當(dāng)然鉛酸電池的維護保障的特點和優(yōu)點非常明顯，這種用法帶來了超電非常好的替代方式，用在UPS后備電源當(dāng)中，雖然這個用法現(xiàn)在還不普及。以后我們把時間壓縮到5分鐘、10分鐘，因為超電密度是鉛酸電池的三分之一、四分之一左右。我通過減少后備時間，實際上是減少它的容量。這樣在配置機房的時候沒有什么變化，可以在超電上大規(guī)模運營起來，我認為這個領(lǐng)域是大家重點關(guān)注的，有可能產(chǎn)生非常好的效果。
    當(dāng)然，這個價格怎么算？應(yīng)該按全生命周期去算。
    第二個是UPS的直流屏，可以理解為直流UPS或者直流中心有直流負載。目前的做法是采用高壓開關(guān)的分合閘，氣性能直接影響整個供電系統(tǒng)的安全運行。超級電容器利用自身優(yōu)勢，與蓄電池組合成復(fù)合電源，承擔(dān)沖擊負荷，蓄電池承擔(dān)經(jīng)常性負荷，從而延長蓄電池使用壽命，降低故障。
    電信當(dāng)中實際上是服務(wù)器、交換機等設(shè)備的應(yīng)用。由于對數(shù)據(jù)的要求非常高，不允許斷電，這就要求我們在保障上要可靠再可靠。實際上是經(jīng)過UPS電源進行不間斷供電，切換時間非常短。即便是這樣子，在線、后備式的UPS，出現(xiàn)故障也會有一個轉(zhuǎn)換周期。為了保證尤其是戰(zhàn)備系統(tǒng)，要做一個高速緩沖存儲器儲能模式，提供幾秒鐘的備用電源，同時還鏈接長期電源。這種電信產(chǎn)品具有十分卓越的優(yōu)點，不須維修地工作10年，能快速再充電和抗干擾能力。 在節(jié)能電梯方面大家都明白，電梯升的當(dāng)中功率非常高，降的當(dāng)中要制動。一個是節(jié)能，一個是長壽命。
下一個是航空方面的做法，超電可以用作民航飛機艙門提供爆發(fā)動力電源，壽命可達20多年。還有在醫(yī)療設(shè)備脈沖電源，一些激光、醫(yī)療設(shè)備曝光瞬間功率高大幾十千瓦，對電源功率特性要求極高，超級電容器這種特性非常適合解決高功率問題，保證醫(yī)療設(shè)備的穩(wěn)壓效果和放射條件。
   在軍事應(yīng)用方面，首先要講的是軍用車輛以及軍用發(fā)電機組溫啟領(lǐng)域。超級電容器卓越的低溫倍率和放電深度特性，可廣泛應(yīng)用到各類軍用車輛低溫啟動，以及中大功率汽、柴油發(fā)電機組低溫起動應(yīng)用領(lǐng)域。我們也做了一些驗證，這是非常有發(fā)展?jié)摿Φ姆较颉?br />     第二個是介紹一下在軍用飛機起動，傳統(tǒng)的是用柴油機和電源車進行起動。因為它的負載特殊情況，有時候出現(xiàn)一些沖擊或者浪涌狀態(tài)下發(fā)電機輸出功率無法滿足要求，這樣就造成起動時候的問題。因為有時候起動時效要求非常高，這種條件下我們來考慮超級電容和蓄電池相結(jié)合方式，給我們的電池系統(tǒng)充電，這樣就可以發(fā)揮超電特性的要求。
   一些武器的快速響應(yīng)能力需要超電作為伺服機構(gòu)提供超大功率、長壽命供電。電子、信息類裝備電源，主要是圍繞穩(wěn)壓和用做后備電源和脈沖電源，比如說一些雷達車和雷達負載的要求，有的脈沖要求非常高，把超電組合應(yīng)用，能解決非常好的問題。
    混合動力的軍用車輛也有很多在研究，主要是考慮戰(zhàn)時的隱蔽特性。因為發(fā)動機啟動以后紅外特性對它還是一個風(fēng)險，混合動力在一些特殊的時代還是非常有用的，（以后）會出現(xiàn)類似這種混合模式的戰(zhàn)車。
    實際上利用本身的內(nèi)燃機，一般是幾百千瓦或者更大，通過內(nèi)部的軸帶方式在裝備當(dāng)中加一個自放電，自身底盤的發(fā)動機就可以做到幾十千瓦，因為它是幾百千瓦的，在駐車狀態(tài)情況下，可以當(dāng)作一個發(fā)電機組來使用。
    在當(dāng)前的發(fā)展條件下，結(jié)合產(chǎn)學(xué)研用的模式，超電基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)將進入一個高速發(fā)展階段，促進市場規(guī)模以及應(yīng)用的不斷拓展，推動我們國家整個產(chǎn)業(yè)鏈的迅速增長。
我做這個介紹還是希望對企業(yè)有一些啟示或者影響，不妥之處請大家批評指正。
 
 
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