总参61所  孟海军

我第一个讲的是产业发展的背景，第二部分是特性简介，第三是新能源交通中的应用，第四是新能源及其它应用，第五是军事应用，第六是展望。
    随着全球电动汽车的迅猛发展，增长非常快。我们国家从今年以来围绕治理污染和相关政策的牵引，电动汽车的应用推广获得了进一步的提速，这些都带动了锂离子电池和超级电容器等动力电源的迅速发展。
    超级电容器在消费电子、工业电子、汽车电子及新能源应用中有非常广阔的应用。国内超级电容器市场保持高速增长的状态。国内从技术、产业、应用等方面都取得了重要的成就，特别是以锂离子电容器为代表的能量级超级电容方面有一定的优势。国内超电产业具备了爆发性增长的条件。
  超级电容器相对传统电池、燃料电池、传统电容等等，超级电容器功率密度1000F，能量密度达到10左右，混合型能到20、30等等，放电特性是在秒级或者几十秒级的水平。
 对于超级电容器的理解，我总结了一下，可能要关注六个方面的指标。第一个是在一定的比功率条件下它有用的比能量，在高功率的条件下比能量的值。这是在一定的比功率条件下有用的比能量指标。
    第二个指标是在一定的高效充放电效率下，95%或者以上的比功率指标。或者说在高的充放电效率情况下，电容器的充电和放电比率特性。
    第三个重要指标我理解的是它在全充放，超级电容器的寿命指标。
    第四个指标是超级电容器在核电状态下自放电的指标。
    第五个指标关注的是超级电容在低温条件下电阻值的变化。
    第六个指标比较重要的是在高温条件下，电容器的寿命指标和它自放电的情况。
    把这六条说完了就可以框定电容器的性能和功能了，超电的特性当中主要的技术还是它的材料技术以及器件、组件和应用技术。超电的主要应用场合是根据超级电容器的功率、优势和它的劣势比能量情况以及它的较高的自放电情况。比如说一分钟以内的条件下，特别适合使用功率型的，15分钟时间段更适合是能量型的。在时间较长，30分钟以上是比较适合锂离子电容器的等等。
    第二个场合是长寿命、高可靠。比如说风电变桨、UPS后备电源。
    第三个是频繁快速充放电需求。
    第四个场合是超级电容器有非常宽的温区，低温情况下是它非常出彩的应用领域。
    第三部分介绍一下新能源交通应用，在车辆当中有机对称型超级电容器，以双电层在起停式，以及深度混合动力大客车和纯电的演变。
    随着新能源汽车的发展，起停式电动车被越来越多的单位引用。2016年有50%以上的车辆都会使用。国内一汽奥迪、上汽荣威都会作为标配。
    混合动力车前面专家讲的比较多了，主要是超级电容系统和燃料系统组成，在起步、加速和低速行驶由超级电容器系统提供动力。在怠速、制动、滑行时可进行能量回收，节油率达到30%以上。
    奥威公司在上海世博会的时候研发的纯电动式的公交车，比无轨电车电力减少40%，能耗仅为燃油车的三分之一。
    超电的低温特性还在电动汽车方面有其他应用，比如说在电子转向、微混和深度混合领域，还可以用到车辆的低温启动。
    南通研究的脱线运行有轨电车，轨道交通另外一个应用方面是能量回收，由于站间距离短，列车频繁的启动、制动，制动能量可观，用优秀的大功率特性，可以节省30%以上。
    刚才咱们讲的是道路车辆，实际上我们还有非常大的非道路车辆。比如说起重混合动力的工程机械都用到了超电大幅度降低能耗，还可以减少噪音、污染。也可以用在纯电动叉车和其他用途的车辆方面，经济性很好。寿命长、大幅缩减充电设备的重建。
    第四个方面是在可并微电网中的应用。超级电容器储能系统作为主要储能设备之一，配合锂离子电池或者铅酸电池储能系统接入380V侧，利用超级电容器的快速响应和功率特性用于微电网的平滑切换和削峰填谷方面。主要功能有三个，第一个是提供短时供电，第二个是用作能量缓冲装置，第三个是改善微电网的电能质量。
    在新能源及其它应用中作为风电变桨电源，利用超级电容器的高可靠性和长寿命，在风机上应用起来。传统的UPS至少配电池是半小时以上，以铅酸电池为主，随着现在的发展配了一些锂离子电池。但是机房用到的刀片服务器，温度升的非常快，对于我们后备电池的配备和用法产生了变化。从设备本身运行的角度讲，不说空调等不能保障制冷的话，后备电池再长没有意义。现在的做法是半小时以上的时间压缩到十五分钟或者更短的时间。
    当然铅酸电池的维护保障的特点和优点非常明显，这种用法带来了超电非常好的替代方式，用在UPS后备电源当中，虽然这个用法现在还不普及。以后我们把时间压缩到5分钟、10分钟，因为超电密度是铅酸电池的三分之一、四分之一左右。我通过减少后备时间，实际上是减少它的容量。这样在配置机房的时候没有什么变化，可以在超电上大规模运营起来，我认为这个领域是大家重点关注的，有可能产生非常好的效果。
    当然，这个价格怎么算？应该按全生命周期去算。
    第二个是UPS的直流屏，可以理解为直流UPS或者直流中心有直流负载。目前的做法是采用高压开关的分合闸，气性能直接影响整个供电系统的安全运行。超级电容器利用自身优势，与蓄电池组合成复合电源，承担冲击负荷，蓄电池承担经常性负荷，从而延长蓄电池使用寿命，降低故障。
    电信当中实际上是服务器、交换机等设备的应用。由于对数据的要求非常高，不允许断电，这就要求我们在保障上要可靠再可靠。实际上是经过UPS电源进行不间断供电，切换时间非常短。即便是这样子，在线、后备式的UPS，出现故障也会有一个转换周期。为了保证尤其是战备系统，要做一个高速缓冲存储器储能模式，提供几秒钟的备用电源，同时还链接长期电源。这种电信产品具有十分卓越的优点，不须维修地工作10年，能快速再充电和抗干扰能力。 在节能电梯方面大家都明白，电梯升的当中功率非常高，降的当中要制动。一个是节能，一个是长寿命。
下一个是航空方面的做法，超电可以用作民航飞机舱门提供爆发动力电源，寿命可达20多年。还有在医疗设备脉冲电源，一些激光、医疗设备曝光瞬间功率高大几十千瓦，对电源功率特性要求极高，超级电容器这种特性非常适合解决高功率问题，保证医疗设备的稳压效果和放射条件。
   在军事应用方面，首先要讲的是军用车辆以及军用发电机组温启领域。超级电容器卓越的低温倍率和放电深度特性，可广泛应用到各类军用车辆低温启动，以及中大功率汽、柴油发电机组低温起动应用领域。我们也做了一些验证，这是非常有发展潜力的方向。
    第二个是介绍一下在军用飞机起动，传统的是用柴油机和电源车进行起动。因为它的负载特殊情况，有时候出现一些冲击或者浪涌状态下发电机输出功率无法满足要求，这样就造成起动时候的问题。因为有时候起动时效要求非常高，这种条件下我们来考虑超级电容和蓄电池相结合方式，给我们的电池系统充电，这样就可以发挥超电特性的要求。
   一些武器的快速响应能力需要超电作为伺服机构提供超大功率、长寿命供电。电子、信息类装备电源，主要是围绕稳压和用做后备电源和脉冲电源，比如说一些雷达车和雷达负载的要求，有的脉冲要求非常高，把超电组合应用，能解决非常好的问题。
    混合动力的军用车辆也有很多在研究，主要是考虑战时的隐蔽特性。因为发动机启动以后红外特性对它还是一个风险，混合动力在一些特殊的时代还是非常有用的，（以后）会出现类似这种混合模式的战车。
    实际上利用本身的内燃机，一般是几百千瓦或者更大，通过内部的轴带方式在装备当中加一个自放电，自身底盘的发动机就可以做到几十千瓦，因为它是几百千瓦的，在驻车状态情况下，可以当作一个发电机组来使用。
    在当前的发展条件下，结合产学研用的模式，超电基础产业将进入一个高速发展阶段，促进市场规模以及应用的不断拓展，推动我们国家整个产业链的迅速增长。
我做这个介绍还是希望对企业有一些启示或者影响，不妥之处请大家批评指正。
 
 
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