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储能管理电力和交通整体构架优化

【摘要】:在交通运输领域,无论是当前成功应用的混合动力汽车,或是正在开发的新一代插电式混合动力汽车,还是未来的全电动汽车,以及业界在如何满足建筑和交通能源需求的诸多思考(如本田)等都表明,电能在交通运输领域实现无碳排放方面具有美好的前景。因此,找到高效的储能技术解决方案,以克服当前电动汽车的储能瓶颈,已经成为汽车领域发展的当务之急。因此,具有高比能量和高比功率特性的电池需求越来越大。

随着欧洲电力市场的自由化和下一代能源市场的创立,电价的波动目前变得越来越频繁,尤其是在用电高峰期。解决这一问题的一种方案是储能,既包括集中式的储能(如抽水蓄能),也包括分布式储能(如应用于光伏发电系统的电池储能)。此外,随着分布式能源(如风电,太阳能,大部分具有间歇性)呈指数式发展,也将对电价的波动产生重要影响,这促进了对储能和其他互补性发电的需求,以实现电能的供需平衡。电能存储可以在电能供需平衡和电能质量方面对电网进行很好的管理,是一个很好的技术选择。

交通运输领域,无论是当前成功应用的混合动力汽车,或是正在开发的新一代插电式混合动力汽车,还是未来的全电动汽车,以及业界在如何满足建筑和交通能源需求的诸多思考(如本田)等都表明,电能在交通运输领域实现无碳排放方面具有美好的前景。因此,找到高效(高比功率和高比能量)的储能技术解决方案,以克服当前电动汽车的储能瓶颈,已经成为汽车领域发展的当务之急。

如何在能量密度、安全性、成本和再充电能力等方面提高电池性能,以满足在固定台站和交通应用的特殊要求,是电池研究的主要科学问题。

对于混合动力电动汽车(HEV),根据其行驶时在一个驱动循环中对发电机的使用程度,可以分成不同程度的动力混合。最早发展的微型混合动力车(例如雪铁龙的C3 Stop&Go,采用铅酸蓄电池),具有较低的混合度;随后出现了具有较高混合度的混合电动汽车,如丰田Prius(采用镍氢动力电池),通过发动机给电池充电可节约25%的燃料;直至最新出现的插电式混合动力汽车,具有最高的混合度,可以直接从电源端子对电池充电。因此,具有高比能量(意味着续航能力)和高比功率(意味着加速和启动能力)特性的电池需求越来越大。该领域的专家普遍认为有必要夯实锂离子电池技术,从而满足上述需求。