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革命性突破 新能源汽车发展中的核心技术盘点

来源:腾讯汽车   作者:腾讯汽车   2020/6/28   浏览3486次   

[摘要]近年来,新能源汽车的发展速度已经到了令人叹为观止的地步,且不说频繁上市的新能源汽车,让用户从未有如此丰富的选择空间,而新能源相关技术的发展,更是其发展的关键。


近年来,新能源汽车的发展速度已经到了令人叹为观止的地步,且不说频繁上市的新能源汽车,让用户从未有如此丰富的选择空间,而新能源相关技术的发展,更是其发展的关键。那么在新能源汽车发展的过程中,有哪些不容忽视的核心技术呢?请看我们带来关于新能源技术的干货。




冷热电三联供CCHP


冷热电三联供CCHP是以天然气为主要燃料带动燃气轮机、微燃机或内燃机发电机等燃气发电设备运行,产生的电力供应用户的电力需求,系统发电后排出的余热通过余热回收利用设备向用户供热、供冷。作为传统热电联产CHP的扩展,冷热电三联供CCHP不仅可以满足发电需求,同时释放的热量将成为副产品被回收利用,作为空间加热,水加热以及空间冷却的热源。该技术常常应用于建筑物的空调设备,而吸收式制冷机产生的电能与废热之比可以通过变化来满足特定的要求。



与独立的供热与电力系统相比,冷热电三联产系统不仅提高了能源效率,节约了能源,也降低了燃料和能源成本,因而更具有经济效益。而CCHP与例如沼气等可再生能源的结合,也进一步促进了能源转型,同时通过二氧化碳减排为日益严重的温室效应做出贡献,潜力不容忽视。


电池技术 Battery


近年来电池技术的研究越来越受到重视,世界各国都在加大对电池技术的投资。目前,电池领域中,不同类别的电池正在不同的应用场景中发挥优势。电池技术的飞速发展也加快了全球能源转型的步伐。



电池技术种类众多,以铝空气电池、铅酸电池、燃料电池、熔盐电池、锂电池这个五大类最为普及,而这5个其中最常见的就是锂离子电池,它的效率可达80%到85%,不需要复杂的安装条件,具有寿命长、输出功率高的特点,但是安全性能稍差,且对电池管理系统的要求比较高,电池系统的成本也较高。而铅酸电池的总效率在70%到75%左右,可以通过控制过充电反应来提高安全性能,无需复杂的电池管理,短期摊销和初始投资相对较低,但是其对通风的要求较高且循环寿命有限,目前主要应用在调频、调压、不间断电源、光伏储能系统和孤岛电网中,未来如果能建立起完整的自动化生产线则应用规模会继续拓展。此外,熔盐电池的总效率在68%到75%左右,这类电池能量密度较高,使用寿命长,约在15到20年,且钠硫资源原料成本低,但是其工作温度很高,在使用过程中可能会带来潜在危险,目前主要应用在调频、移峰、电动汽车、孤岛电网和不间断电源中。



电转气技术 Power to Gas


可再生能源发电具有发电间歇性和可控性差的特征,对其大量并网运行带来了很大挑战。电转气技术利用氢气将传统电力系统和天然气系统之间隔阂打破,让电力系统和天然气系统间的能量双向流动成为可能,促进了气—电网络的深度融合,也为解决可再生能源发电的波动性问题提供了新途径。电转气技术是一项未来多能源系统的重要支持技术。



电转气(Power to Gas, PtG)是将电能转化为具有高能量密度燃料气体的技术。电传气技术首先将水电解生成氢气 (PtH2),所产生的氢气可以被直接注入管道用于交通运输或其他工业领域;或者与大气、生物质废气和工业废气中产生的二氧化碳结合,通过甲烷化反应转化成甲烷 (PtCH4),便于后续运输与。如果电解水所使用的电力来自太阳能或风能,电转气技术可以在所有应用领域形成一个可再生能源的综合利用体系。




相变储能技术 PCM technology


相变储能是热储能的一种利用相变材料(Phase Change Material, PCM)储热特性, 来储存或者是释放其中的热量,从而达到一定的调节和控制该相变材料周围环境的温度, 从而改变能量使用的时空分布, 提高能源的使用效率。



相变储能利用的是材料在从一种物态到另外一种转换过程中热力学状态(焓)的变化。比如冰在融化为水的过程中要从周围环境吸收大量的热量,而在重新凝固时又要放出大量的热量。这种吸热/放热的过程中,材料温度不变,即在很小的温度变化范围能带来大量能量的转换过程,是相变储能的主要特点。


氢能技术 Hydrogen technology


氢气是传统化工生产领域的生产材料,也是一种十分灵活的能源载体,是除了电力以外少有的零排放能量载体之一,燃烧后的产物只有水。氢气作为一种能源载体,在交通、工业和建筑等各个领域的能源供应在都有重要的作用,结合燃料电池技术,能够大大提高未来低碳能源系统的操作灵活性。


目前,氢能产业正处于将氢气从工业原料向能源利用转型的初期阶段,受到各个国家的重视,日本东京专门为了氢能的发展制定了一整套计划。我国已建立或计划建立40个加氢站,其中12个加氢站正在运行,20多个加氢站正在建设中,这些加氢站主要位于我国东部,其中广东佛山正在建设 8个加氢站。



氢气的制造设备、运输设备以及加氢站等基础设施的建设是发展氢能的第一步,这也是氢能发展即将面临的最大挑战。基础设备的成本在其产业链上的每一个环节都不容小觑。作为一种灵活的二次能源,氢能能够十分有效的将电网、热力管网和各类终端燃料的利用结合起来,促使能源供应端融合,实现多能互补,提升能源使用效率。




高效冷凝锅炉 Condensing boiler


锅炉作为能源供应端的一种常见的工业生产和民用设备,利用了燃料燃烧释放的热能或其他热能,将工质水或其他流体加热到一定参数,从而满足了供热的需求。但在这一能量交换的过程中总是会伴随着一部分的能量损失,如何在消耗相同燃气的情况下产生更多的能量,提升能源效率,是供能领域一个重点探究方向。在这一过程中,高效冷凝锅炉技术应运而生。



传统的锅炉排烟温度在110℃-200℃左右,冷凝锅炉冷凝燃烧技术可以将烟气温度降到50度,将部分烟气冷凝成液态,吸收了烟气从气体变为液体的热量,也就是回收了原来被烟气带走的热量,如此一来就充分利用了热量,大大降低了热量损失。所以热效率比普通锅炉高许多,可达98%。 此外,冷凝锅炉还具有全预混式燃烧的功能,避免了由于空气与燃气量比例不配所导致的不完全燃烧和资源浪费。冷凝锅炉的燃烧室常常由不锈钢材料制成,相比于普通铜铝材料具有更高的抗酸性和腐蚀性,因而寿命可达20年以上,从投资角度来看具有可观的经济价值。




热泵技术 Heat pump


热泵是一种充分利用低品位热能的高效节能装置。热量可以自发地从高温物体传递到低温物体中去,但不能自发地沿相反方向进行。热泵的工作原理就是以逆循环方式迫使热量从低温物体流向高温物体的机械装置,它仅消耗少量的逆循环净功,就可以得到较大的供热量,可以有效地把难以应用的低品位热能利用起来达到节能目的


常见的热泵种类有空气热泵或空气-水热泵,可以将来自周围空气或废气的热量传递到需要加热的房屋内。由于巧妙地使用了冷却剂,压缩和加热技术,因此无论是在夏季的高温下还是温度零下的冬季均可使用。而水热泵(也称为水-水热泵)需要从相对温暖的地下水中提取热量,再将地下水引导回去,为了保护土壤和地下水,此类热泵常需要经过批准才能使用。另外还有一种地热热泵,可以通过探头或表面收集器直接吸地热能,十分方便,应用广泛。热泵不仅低碳环保,运行也相对安静,可以在较小的建筑面积上使用,因而已越来越多地被使用到现代化加热系统与家庭领域。从经济型角度长期来看,由于不需要额外的燃料费用,相比于传统的加热和冷却系统更具优势。




生物质能 Biomass


生物质能是指利用大气、水、土地等通过光合作用而产生的各种有机体,即一切有生命的可以生长的有机物质通称为生物质。它包括植物、动物和微生物。广义概念:生物质包括所有的植物、微生物以及以植物、微生物为食物的动物及其生产的废弃物。



生物质能利用范围也是非常的广泛,比如直接燃烧、生物质气化、液体生物燃料沼气(沼气发电技术沼气燃料电池技术)、生物制氢、生物质发电技术、原电池等,而这些技术对于新能源汽车的发展有着重要作用,同时在一定程度上可以通过这些技术抑制石油价格,未来发展潜力巨大。


物联网虚拟电厂 Virtual power plant


近年来,虚拟电厂的提出是为了整合各种分布式能源,包括分布式电源、可控负荷和储能装置等。其基本概念是通过分布式电力管理系统将电网中分布式电源、可控负荷和储能装置聚合成一个虚拟的可控集合体,参与电网的运行和调度,协调智能电网与分布式电源间的矛盾,充分挖掘分布式能源为电网和用户所带来的价值和效益。虚拟电厂主要由发电系统、储能设备、通信系统构成。


虚拟电厂在统一感知、实物ID应用、精准主动抢修、虚拟电厂、智慧能源服务一站式办理、大数据应用等领域,为电网企业和新兴业务主体赋能。以综合能源服务平台为例,对于可以应用入口将能效服务共享平台、省级客户侧用能服务平台、新能源大数据平台、车联网、光伏云网、智慧能源控制等系统,发挥规模化集聚效应;对外则可为各类新兴业务主体统一提供并网、监控、计量、计费、交易、运维等平台化共享服务。未来,虚拟电厂将凭借其自身的多种优越特性进一步“侵入能源市场”。



来源:腾讯汽车


(责任编辑:葛良宵)


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2020/6/29 9:30:41 0 0
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