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1、南车新能源科技有限公司2014-7-4CTO:阮殿波动力型超级电容器及其在公共交通车辆中的应用动力型超级电容器及其在公共交通车辆中的应用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21.1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，H2SO4以及Na2SO4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3一、超级电容器的原理及特
2、点1.2电容与电池的能量功率特性对比比功率比能量4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5Page 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，静电高比表面积，静电双电层存储能量双电层存储能量前两者的混前两者的混合存储合存储可可逆逆的的掺掺杂杂| |去去掺掺杂杂、欠欠电电位位吸吸附附| |脱脱附附、快快速速的的氧氧化化还原过程还原过程存储能量存储能量2.1超级
3、电容器分类二、现有超级电容技术 电压电压范围范围(V)质量质量比能量比能量(Wh/kg)质量质量比功率比功率（kW/kg）体积体积比能量比能量(Wh/L)循环寿命循环寿命(次次)技术技术成熟成熟度度是否是否免维免维护护储能储能类型类型双电层电容器AC/AC0-2.73-710-203-71,000,000成熟是物理赝电容器NiO/AC0.8-1.66-91-29-1450,000否化学+物理锂离子电容器LiC2.2-3.815-201-313100,000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7三、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-
4、9500F超级电容单体电容量电容量(F)型号型号最大等效串联内阻最大等效串联内阻ESR(m)漏电流漏电流（mA）25C&72h质量质量(g)能量密度能量密度（Wh/kg）功率密度功率密度（kW/kg）AC1kHzDC9500NBCSR-9500C-002R70.130.2815.013007.45.01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)LWTHBA2310.879+156+12200.536168三、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
5、量回收系统UPS电源/动态电压补偿系统电容量电容量(F)型号型号最大等效串联内阻最大等效串联内阻ESR(m)漏电流漏电流（mA）25C&72h质量质量(g)能量密度能量密度（Wh/kg）功率密度功率密度（kW/kg）AC1kHzDC3000NBCSR-3000C-002R70.170.235.05505.5214.41尺寸(mm)LD1D2D3H1T1380.3140.0351.560+0.52.816.59三、南车超级电容器产品产品种类、规格及应用指标指标16V模组模组30V模组模组48V模组模组60V模组模组电容量（25）500F(0%20%)250F (020%)166F (020%)1
6、25F (020%)额定电压（DC）16V30V48V60V内阻（DC）1.7m3.5m5m7.2m内阻（AC）1.5m3m4.5m6.4m漏电流5mA5mA5mA5mA重量5.4kg10.2kg14.8kg19.2kg储存能量17.7Wh31.25Wh54.5Wh62.5Wh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）416416416416宽（W）70130190254高（H）1761761761763.1.3公司模组系列产
7、品性能指标10市场应用汽车低温辅助启动系统汽车低温辅助启动系统储能式轻轨车动力系统储能式轻轨车动力系统军用弹射系统军用弹射系统纯纯EDLC电动汽车电动汽车储能式无轨车动力系统储能式无轨车动力系统风力发电、港口机械风力发电、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113.2.1高低温特性n-40时，容量衰减0.1%n 65时，容量无变化n -40时，内阻升高37.5%n 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公司C/C-40（%）C/C70（%）R/R-40（%）R/R70（%）C/C5000h（%）R
8、/R5000h（%）C/C100000c（%）R/R100000c（%）国外公司-2.70.60120-3090-825本公司-2.20.71130-20100-6303.2.2稳定性123.2.3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13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14产品通过北方汽车质量监督检验鉴定
9、三、南车超级电容器产品产品性能及安全性测试15三、南车超级电容器产品智能管理系统（CMS）3.3,1CMS系统及其主要参数技术参数名称技术参数名称单位单位参数值参数值1kV1kV及以下的储能系统及以下的储能系统2kV2kV及以下的储能系统及以下的储能系统型号NCCM-10NCCM-20允许的储能系统最高工作电压范围V/DC20010008002000允许的储能单元最高工作电压范围V/DC12.56012.560允许的超级电容器电容量范围（含并联后）F480090000200050000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）%-201
10、50-20150允许电容器升压速度mV/s200200电容器电压的平衡精度范围（电压2.45V）mV15401540工作环境温度范围-2060-2060耐压：泄漏电流小于20A1分钟的承受电压V/DC2500500016三、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 1、平衡单体端电压：限定偏差值在一定范围内。2 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 3、温度检测：每个模组配2个监测点。4 4、查询预警：查询各项指标，对超范围指标进行预警。5 5、过压、过热等故障保护6 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
11、程监控。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18十二五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。19 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
12、(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阮殿波阮殿波444444岁岁岁教授级高工教授级高工教授级高工总工程师总工程师总工程师(韩国)李尚泫 45岁化学科 硕士研究员 材料研发技术总监四、四、企业研发平台企业研发平台专家委员会专家委员会张世超 51岁材料学 博士教授器件设计技术总监202013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、四、企业研发平台企业研发平台生产线生产线21 电极碾压机
13、 电极分切机 全自动冲切机 全自动电极叠片机四、四、企业研发平台企业研发平台生产线生产线22四、四、企业研发平台企业研发平台试验线试验线235.1 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p储电总能量：20kWhp工作能量：16kWhp满载运行：3kmp快速充电电流：2800A
14、(峰值)p制动效率：85%p制动能量回收率：30%p最长快速充电时间：20s储能系统参数245.2 储能式无轨车五、产品应用实例公共交通领域p 额定工作电压： DC 720 V p 工作电压范围： DC 360-720 V p 储电总能量： 4kWh p 可行驶里程： 5-6Km p最大快速充电时间：30 s 储能式无轨车255.3 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13000F单体，438串，4并超级电容组充电截止电压V1100超级电容组放电截止电压V77026五
15、、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：p能量利用率高；p绿色环保、免维护；p可以避免再生能量对电网的冲击；p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.)750750500-90016004400(10s)100010008.27801251210-203590%
16、15001500100-180016002250(10s)200018507.7097574.72010-204090%750V、1500V线路储能主要参数275.5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p2011年4月19日正式投入运营；p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；p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/s228五、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
17、年4月这段时间内车辆运行能耗的统计分析:p车辆总耗电量为4313.85kWh;pESS节约的总电量达到1319.72kWh;p节能率为23.4%。29五、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：20.5kWh30五、产品应用实例轨道交通领域5.8Mitrac节能器节能效果 空车试运行测试结果p线路峰值功率需求降低了40%；p能量节约率为30%。31谢 谢!3211、人生的某些障碍，你是逃不掉的。与其费尽周折绕过去，不如勇敢地攀登，或许这会铸就你人生的高点。12、有些压力总是得自己扛过
18、去，说出来就成了充满负能量的抱怨。寻求安慰也无济于事，还徒增了别人的烦恼。13、认识到我们的所见所闻都是假象，认识到此生都是虚幻，我们才能真正认识到佛法的真相。钱多了会压死你，你承受得了吗?带，带不走，放，放不下。时时刻刻发悲心，饶益众生为他人。14、梦想总是跑在我的前面。努力追寻它们，为了那一瞬间的同步，这就是动人的生命奇迹。15、懒惰不会让你一下子跌倒，但会在不知不觉中减少你的收获;勤奋也不会让你一夜成功，但会在不知不觉中积累你的成果。人生需要挑战，更需要坚持和勤奋!16、人生在世：可以缺钱，但不能缺德;可以失言，但不能失信;可以倒下，但不能跪下;可以求名，但不能盗名;可以低落，但不能堕落
19、;可以放松，但不能放纵;可以虚荣，但不能虚伪;可以平凡，但不能平庸;可以浪漫，但不能浪荡;可以生气，但不能生事。17、人生没有笔直路，当你感到迷茫、失落时，找几部这种充满正能量的电影，坐下来静静欣赏，去发现生命中真正重要的东西。18、在人生的舞台上，当有人愿意在台下陪你度过无数个没有未来的夜时，你就更想展现精彩绝伦的自己。但愿每个被努力支撑的灵魂能吸引更多的人同行。19、积极的人在每一次忧患中都看到一个机会，而消极的人则在每个机会中看到了某种忧患。莫找借口失败，只找理由成功。20、每一个成就和长进，都蕴含着曾经受过的寂寞、洒过的汗水、流过的眼泪。许多时候不是看到希望才去坚持，而是坚持了才能看到
20、希望。1、有时候，我们活得累，并非生活过于刻薄，而是我们太容易被外界的氛围所感染，被他人的情绪所左右。2、身材不好就去锻炼，没钱就努力去赚。别把窘境迁怒于别人，唯一可以抱怨的，只是不够努力的自己。3、大概是没有了当初那种毫无顾虑的勇气，才变成现在所谓成熟稳重的样子。4、世界上只有想不通的人，没有走不通的路。将帅的坚强意志，就像城市主要街道汇集点上的方尖碑一样，在军事艺术中占有十分突出的地位。5、世上最美好的事是：我已经长大，父母还未老;我有能力报答，父母仍然健康。6、没什么可怕的，大家都一样，在试探中不断前行。7、时间就像一张网，你撒在哪里，你的收获就在哪里。纽扣第一颗就扣错了，可你扣到最后一
21、颗才发现。有些事一开始就是错的，可只有到最后才不得不承认。8、世上的事，只要肯用心去学，没有一件是太晚的。要始终保持敬畏之心，对阳光，对美，对痛楚。9、别再去抱怨身边人善变，多懂一些道理，明白一些事理，毕竟每个人都是越活越现实。10、山有封顶，还有彼岸，慢慢长途，终有回转，余味苦涩，终有回甘。11、失败不可怕，可怕的是从来没有努力过，还怡然自得地安慰自己，连一点点的懊悔都被麻木所掩盖下去。不能怕，没什么比自己背叛自己更可怕。12、跌倒了，一定要爬起来。不爬起来，别人会看不起你，你自己也会失去机会。在人前微笑，在人后落泪，可这是每个人都要学会的成长。13、要相信，这个世界上永远能够依靠的只有你自
22、己。所以，管别人怎么看，坚持自己的坚持，直到坚持不下去为止。14、也许你想要的未来在别人眼里不值一提，也许你已经很努力了可还是有人不满意，也许你的理想离你的距离从来没有拉近过.但请你继续向前走，因为别人看不到你的努力，你却始终看得见自己。15、所有的辉煌和伟大，一定伴随着挫折和跌倒；所有的风光背后，一定都是一串串揉和着泪水和汗水的脚印。16、成功的反义词不是失败，而是从未行动。有一天你总会明白，遗憾比失败更让你难以面对。17、没有一件事情可以一下子把你打垮，也不会有一件事情可以让你一步登天，慢慢走，慢慢看，生命是一个慢慢累积的过程。18、努力也许不等于成功，可是那段追逐梦想的努力，会让你找到一个更好的自己，一个沉默努力充实安静的自己。19、你相信梦想，梦想才会相信你。有一种落差是，你配不上自己的野心，也辜负了所受的苦难。20、生活不会按你想要的方式进行，它会给你一段时间，让你孤独、迷茫又沉默忧郁。但如果靠这段时间跟自己独处，多看一本书，去做可以做的事，放下过去的人，等你度过低潮，那些独处的时光必定能照亮你的路，也是这些不堪陪你成熟。所以，现在没那么糟，看似生活对你的亏欠，其实都是祝愿。
