《電子技術(shù)應(yīng)用》
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混合動力車用鋰離子電容器的開發(fā)(二)
摘要: 通過制成模塊來削減成本③的低價位對擴(kuò)大市場很重要。不過,不僅要求降低蓄電元器件的價格,還應(yīng)該綜合考...
Abstract:
Key words :

通過制成模塊來削減成本


  ③的低價位對擴(kuò)大市場很重要。不過,不僅要求降低蓄電元器件的價格,還應(yīng)該綜合考慮蓄電系統(tǒng)的設(shè)置環(huán)境和壽命等因素,以降低系統(tǒng)整體的成本。

  大型蓄電元器件并不是只要便宜就好的產(chǎn)品,其長期可靠性非常重要,一旦發(fā)生問題就會失去市場的信賴,最終會造成巨大損失。

  在實際使用條件下,不是單元單體使用,而是需要制成模塊,以確保既定的電壓或輸出功率,因此必須實現(xiàn)模塊的低成本化。

  LIC可由以下3點來削減模塊成本:①單元單體的電壓較高,可減少單元數(shù)量;②高溫耐久性出色,設(shè)置條件比較寬松;③可削減管理成本。

  關(guān)于①,制成既定電壓的模塊時,單元電壓越高,使用的單元數(shù)量越少。例如,電壓為300V時,需要120個EDLC的2.5V單元,而使用LIC的3.8V單元只需80個即可。

  由于②的特性,可在比較廣泛的溫度條件下使用。像LIB那樣,需要進(jìn)行非常嚴(yán)密的溫度管理時,則設(shè)置場所會受限。但如果高溫耐久性出色,可放寬對溫度環(huán)境的限制,因此設(shè)置場所的自由度較高,能為削減成本做出貢獻(xiàn)。

  ③的管理成本,是指蓄電元器件的管理系統(tǒng)“Battery Management System(BMS)”相關(guān)的成本。LIB等充電電池的充放電曲線會隨著電流值和溫度環(huán)境發(fā)生巨大變化,因此為管理充電狀態(tài),BMS會花費(fèi)成本。

  LIC如圖3所示,充放電曲線的斜率不會隨著電流值發(fā)生大幅變化。這種趨勢也不會隨溫度而變化,只需管理電壓就能掌握充電狀態(tài),因此可降低BMS的成本。

 

圖3:即使電流值發(fā)生變化也容易管理充電狀態(tài)的LIC
LIC即使輸入輸出時的電流值發(fā)生大幅變化,其斜率也不會改變,因此可輕松管理單元的充電狀態(tài)。

電力再生市場占LIC的一大半市場

  以上介紹了LIC的一般特征,下面將介紹我們開發(fā)的LIC——EneCapTen的特征(圖4)。EneCapTen的單元采用重視散熱性的層壓構(gòu)造,可進(jìn)行大電力的充放電。壽命極長,達(dá)到10萬次以上。另外,考慮到環(huán)境負(fù)荷,沒有使用鉛等重金屬。
 

 

圖4:FDK開發(fā)的LIC“EneCapTen”
單元采用層壓構(gòu)造(a)。45V模塊由12個單元構(gòu)成(b)。

  模塊將根據(jù)用戶的性能參數(shù)設(shè)計。此外,表2所示的通用模塊現(xiàn)已上市,用于混合動力車的4000F單元現(xiàn)正在開發(fā)中。


  目前,LIC的主要用途有以下四方面:①瞬低補(bǔ)償裝置和UPS(不間斷電源)等備用(Backup)市場;②混合動力車、起重機(jī)及建筑機(jī)械等電力再生市場;③太陽能發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電等負(fù)荷平均化市場;④混合動力車和復(fù)印機(jī)等電力輔助市場。

  其中,市場規(guī)模最大的是電力再生市場,估計將占一半以上。不過,預(yù)計今后隨著智能電網(wǎng)領(lǐng)域的擴(kuò)大,太陽能發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電等負(fù)荷平均化用途也將形成一個巨大的市場。

 

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