在之前的两小节中，能源的需求是以功率的形式表述的。移动式系统的能量需求等级跨越了几个数量级，从纳焦级一直到兆焦级。此外，对于不同的应用系统，所使用的能量单位也有所不同。这个等级的能量需求常出现于ZigBee等工业无线通信系统中。图4-3 IT业的技术性能进化过程因而，在低功耗等级的系统应用中，我们能够计算出传输信息所需的能量。一台笔记本电脑通常需要连续工作2～6h，对应的能量为几百千焦。...
2023-06-22 理论教育
储能技术及应用
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储能技术发展历程：探索之路与未来展望详细阅读
锂离子电池目前在移动式产品中，拥有全球市场70%以上的占有率。就其性能指标和未来可能的改进潜力来看，锂离子电池最有希望成为目前克服混合动力汽车和光伏发电系统等应用中所遇到的储能问题的技术方案。在该项目中共测试了25种商用电池系统和技术原型。此外，一直致力于评估储能应用于新能源发电系统的欧洲网络INVESTIRE，也同样得到了锂离子电池适宜于光伏发电系统的结论。...
2023-06-22 理论教育
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并联结构及其应用于混合动力汽车的制动能量回收技术详细阅读
并联结构要稍复杂一些，如图2-5所示。并联结构基于机械耦合，它常见于外摆线轮系，虽然三个轴各自具有不同的转速，但其转矩仍可以叠加。内燃机只能向车轮或者发电图2-5 并联的混合动力结构机提供机械能，后者用于向电池充电或者为辅助功能设备供电，或者通过机械耦合向作为发电机的电动引擎供能，而最后这一条能量流动路线使制动能量回收得以实现。图2-6 具有四种电压等级的电动汽车结构图DC-DC变换器可以改变电压等级。...
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电解质的研发：关键技术及现状分析详细阅读
因此，关于高压电解质的研发，通常是限制锂离子电池运行在高电位时正极的反应活性，尤其是对Li+/Li电位高于4.5V时。另外一种方案，是将具有低黏度的传统电解质与目前这种关注度很高的离子液体相结合。...
2023-06-22 理论教育
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膜交换器和焓轮：工艺优化的利器详细阅读
图7-6 NexaTM 1.2kW自治运行的功率模块，空气回路中使用膜交换器恰如其名，焓轮由一个表面涂敷干燥剂的多孔圆柱制成的旋转部件构成，在铸模内缓慢旋转，并通过它来改善水交换。一些模型给出了焓轮的旋转速度控制，为水交换量提供了一个控制变量。与需要水容器的系统相比，这种装置简化了系统结构，减少了部件数量。它们不需要冷凝器，几乎不消耗能量，并可以从尾气中回收部分焓。这些参数取决于尾气温度和湿度，即电池的工作点[GLI 05，STU 08]。...
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法国在储能市场中的地位及前景分析详细阅读
锂离子电池在1999年采用了一种高分子胶体电解质和柔性包装工艺，必将在满足超平电池需求方面拥有良好的市场发展前景，即使其目前还没有占据储能市场的主要地位。...
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燃料电池性能实验方法优化方案详细阅读
最常用的研究燃料电池性能特征的实验方法是极化曲线、阻抗光谱法，以及电池动态需求响应分析的伏安测量法[WU 08]。极化曲线描述了燃料电池的整体静态性能，不过无法清晰地给出系统内部的电压降。因此，可以用其他的分析电池性能的方法和诊断手段，来更好地研究不同物理现象对电池电压的影响。伏安测量法是实验室中用来研究燃料电池性能特征的又一种方法。...
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超级电容器基本原理与特性详细阅读
为了定义超级电容器并归纳其特性和基本参数，图9-1给出了它的基本运行原理。目前使用的电解质可以提供2.5～3V的端电压。超级电容器的容值可从几法拉到千法拉，容值计算的依据是超级电容器的基本原理，即Helmholtz在1879年发明的双电层结构，如图9-2所示。电解质的作用是确保内部离子向电极的迁移率。由式（9-1）可知，双电层电容器的容值是与d成反比的，这也进一步增大了其电容值。...
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储能技术对移峰用电的优化作用详细阅读
2）由于储能在负荷峰值时段放电而减少的购电费用：ΔCrestitution=C2ηEcharged。然而，对于可能要发挥多种辅助功能的储能系统来说，这种延迟用电所带来的收益至少能够部分补偿储能系统本身的损耗费用。此外，如果将来与电力公司通过合约加强储能的削峰作用，其可预见的获益将会进一步提高。...
2023-06-22 理论教育
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混合动力轨道机车的技术应用与发展详细阅读
机车在起动时所需的能量非常高，因为只有这样才能拖动车厢并加速至平稳的速度。如果储存的能量足够多，混合动力可以是一个很好的解决方式。铁路设备制造商已经开始研究采用混合动力的机车。据宣称能耗降低了60%，温室气体的排放也相应地降低了。法国SNCF公司在PLATTHEE项目的框架下对混合动力机车进行了测试，测试对象是安装了不同储能系统的转线机车，储能包括蓄电池、超级电容器和飞轮储能。...
2023-06-22 理论教育
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利用振动捕捉机械能的微型发电机详细阅读
基于磁的微型发电机很容易会被用来从振动中捕捉机械能。图4-21 集成在硅片上的微型振动发电机：压电式还有一些利用静电感应原理实现振动能量捕捉的类似设备[DES 05]。它们通常由电荷的移动引起，通过两个可移动电极的相互靠近或离远，可以对可变电容进行充电或放电。它是一种壁挂在墙上的断续器，通过一个压电双金属片，将按在其上的手指机械能转为电能，通过无线电传输开关信息给接收器，从而实现开关控制。...
2023-06-22 理论教育
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化学储氢技术及其潜艇应用详细阅读
化学储氢是指氢气分子通过解离形成氢原子，与现有分子结构中的特定元素形成金属键或离子共价键，进而生成化合物或金属氢化物。FeTi类化合物在实际应用中并未表现出最佳的性能。该类型潜艇携带了160t这种储氢合金，为两台120kW的PEMFC系统提供氢气。...
2023-06-22 理论教育
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固体氧化物燃料电池的应用与发展趋势详细阅读
图6-5 固体氧化物燃料电池SOFC原理图能够传导氧离子的材料是这些特定材料的金属氧化物，它们不但要有合适的离子传导率，还需足够稳定。我们可以列举β相氧化铝、褐帘石、镧化锶、钼氧化物、钒氧化物、钇锆混合氧化物等。...
2023-06-22 理论教育
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电动摩托车和助力自行车的机动化控制技术详细阅读
我们已经讨论过四轮机动车，对于电动摩托车或者助力自行车之类的两轮机动车，其问题的本质是一样的。电动摩托车所用电池的平均容量是20A·h。图2-3 轮毂电机实物图所有的助力自行车[9]均使用了电动和现有的机动化控制技术：发动机置于前轮毂或后轮毂，为踏板提供助力，对轮胎产生摩擦。助力车的电池通常是可拆卸的，以便于充电。我们也可以用同样的方式描述休闲两轮机动车，比如电动踏板车或者更具体一些，如赛格威电动单车。...
2023-06-22 理论教育
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铅酸蓄电池：价格更优，但寿命和能量密度有限详细阅读
图2-9给出了不同储能技术之间的关系。铅酸蓄电池在能量密度和寿命方面的发展潜力很有限，尤其是相对于电动汽车这样需要高放电深度的应用环境。但是铅酸蓄电池与新型蓄电池如镍氢蓄电池、锂离子电池或锂金属聚合物电池等相比的最大优势就是价格便宜，如图2-10所示。新型蓄电池在能量密度和寿命方面的性能还是令人满意的，高能量电池已经在温度性能和寿命延长等方面取得了一些突破。...
2023-06-22 理论教育
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储能技术对电能供应连续性和质量的影响详细阅读
如在敏感负荷的供电系统中，储能可以用于消除电压暂降等电能质量问题。UPS的应用非常广泛，其功率可高达20MV·A，持续供电时间从几秒钟到几个小时不等。用户在多大程度上愿意投资用以改善电能质量和供电可靠性，是与因电能质量差或停电蒙受的损失密切相关的。一些参考文献提到了很多的使用储能来确保电能质量和供电连续性的案例。所得到的研究结果是肯定的，在四个半月多的时间内，所有的供电问题都可通过安装储能系统来解决。...
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