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动力型超级电容的研发概要
南车新能源
CTO:阮殿波
Page ? 2
目录
Page ? 3
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
Page ? 4
1.2 电容与电池的能量功率特性对比
Page ? 5
高能量
特性
长寿命
宽工作温度
范围
-40℃—65℃
(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
Page ? 6
1.4 全寿命周期能量效率
Page ? 7
2.1 超级电容器分类
二、现有超级电容技术
Page ? 8
电压
范围
(V)
质量
比能量
(Wh/kg)
质量
比功率
(kW/kg)
体积
比能量
(Wh/L)
循环寿命
(次)
技术成熟度
是否免维护
储能类型
双电层电容器
AC/AC
0-2.7
3-7
10-20
3-7
1,000,000
成熟
是
物理
赝电
容器NiO/AC
0.8-1.6
6-9
1-2
9-14
10,000
不成熟
否
化学+物理
锂离子电容器
LiC
2.2-3.8
15-20
1-3
13
100,000
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
Page ? 9
EDLC
电容量
(F)
型号
最大等效串联内阻
ESR(mΩ)
漏电流(mA)@25oC72h
质量
(g)
能量密度(Wh/kg)
功率密度(kW/kg)
AC@1kHz
DC
9500
NBCSR-9500C-002R7
0.13
0.20
15.0
1320
7.29
6.90
7500
NBCSR-7500C-002R7
0.13
0.19
13.0
1290
5.89
7.44
3000
NBCSR-3000C-002R7
0.17
0.23
5.0
550
5.52
14.41
9500F
7500F
3000F
二、现有超级电容技术
Page ? 10
公司
电容量
(F)
直流内阻
(mΩ)
质量比能量(Wh/kg)
体积比能量
(Wh/L)
质量比功率(kW/kg)
短路电流
(A)
美国
M公司
3000
0.29
6.0
7.69
12
5300
韩国
N公司
6200
0.33
5.44
7.1
5.94
5000
本公司
9500
0.20
7.4
9.88
5.01
6000
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
Page ? 11
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
公司
ΔC/C
-40℃
(%)
ΔC/C
70℃
(%)
ΔR/R
-40℃
(%)
ΔR/R
70℃
(%)
ΔC/C
5000h
(%)
ΔR/R
5000h
(%)
ΔC/C
100000c
(%)
ΔR/R
100000c
(%)
韩国N公司
-2.7
0.60
12
0
-30
90
-8
25
本公司
-2.2
0.71
13
0
-20
100
-6
30
3.2.3 稳定性
Page ? 12
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
Page ? 13
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
Page ? 14
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
Page ? 15
三、南车超级电容器产品—智能管理系统(CMS)
3.3,1 CMS系统及其主要参数
技术参数名称
单位
参数值
1kV及以下的储能系统
2kV及以下的储能系统
型号
NCCM-10
NCCM-20
允许的储能系统最高工作电压范围
V/DC
200~1000
800~2000
允许的储能单元最高工作电压范围
V/DC
12.5~60
12.5~60
允许的超级电容器电容量范围(含并联后)
F
4800~90000
2000~50000
允许各电容器电容量偏差范围(生命周期内)
%
-20~10
-20~10
允许各电容器内阻偏差范围(生命周期内)
%
-20~150
-20~150
允许电容器升压速度
mV/s
≤200
≤200
电容器电压的平衡精度范围(电压>2.45V)
mV
15~40
15~40
工作环境温度范围
℃
-20~60
-20~60
耐压:泄漏电流小于20μA1分钟的承受电压
V/DC
2500
5000
三、南车超级电容器产品—智能管理系统(CMS)
3.3.2 CMS系统主要功能
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