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電池回收前景范文1
中圖分類號：TM912 文獻標識碼；A 文章編號：1672-3791(2012)02(a)-0107-01
手持式電動工具在人們日常生活中日益重要，市場巨大。手持式電動工具工作時啟停頻繁。這種工況對電源要求十分苛刻。目前常用的二次電池是鉛酸電池。鉛蓄電池具有體積大，能量密度低，易老化，壽命短等缺點。在電動工具使用中，頻繁瞬時大電流輸出時，對蓄電池的使用壽命影響很大，也影響其單次充電的使用時間。關于電動工具的研究業界一直集中在電池性能、電動工具性能研究方面，取得了很大的成果，但關于電動工具能量回收助力方面的研究還未看到相關文獻。根據電動工具的工作特點，提出使用超級電容與鉛酸電池(或鋰電池)組成二元電源，制動時回收能量，可以在增加較小成本的基礎上，能量回收高效，可以改善大電流對電池的沖擊，提高電池使用壽命。
1 系統硬件結構
手持式電動工具能量回收系統的硬件結構如圖1所示。
在該系統中，電源由蓄電池和超級電容組成。工作時超級電容輔助蓄電池工作，可以使電池工作在安全的范圍，保護電池不受大電流的沖擊，可以提高電池的使用壽命。制動能量回收是指回收電動工具斷電時的慣性動能，通過能量轉化將其轉化為電能。這利用制動能量回收技術，汽車能耗可以降低5％～10％。對于手持式電動工具這種頻繁啟停的工作模式，采用制動能量回收技術能量回收效果將會非常可觀。在本系統中，能量回收方法是：當電機斷電時，電機制動時的能量經DC／DC升壓模塊給超級電容組充電，電容充不滿部分由蓄電池續充。發電電路非常簡單，可以利用直流電機四象限運行時第二象限正向發電制動模式進行發電。電動工具斷電后，在慣性作用下電機轉子繼續正向旋轉。這時將電機正負極與充電電路正負極相連，可以進入發電制動模式。加速電機停轉。同時電機轉速逐漸降低，輸出的電壓也逐漸降低，為了保證向超級電容充電的電壓穩定，可以通過DC／DC升壓模塊將電壓升到12V，然后再向電容充電。
在本系統中，控制器通過換向開關控制電機的正反轉；通過調速電路以PWM方式，通過改變占空比的大小來調節電機轉速；控制器可以控制超級電容與蓄電池的通斷，而且還可以檢測超級電容組、蓄電池的電量和溫度，具有監測報警功能。
在該控制系統中，能量回收系統的控制器檢測換向、速度、啟動等開關的模式，控制相應電路動作。監測電池、電容的電量、溫度等信息，根據工況對能量的分配進行管理。當溫度超限、電量不足時具有報警功能。
2 實驗
目前該系統樣機已經完成，使用的電動工具蓄電池為12V，1.5Ah，超級電容為12V，16.7F。針對該系統，分別進行了超級電容充電實驗，電動工具能量回收實驗。
用12V直流穩壓電源對12V超級電容組充電，電壓變化波形呈指數變化。對電容充滿電的時間約為8s，這個充電時間相比于能量回收時電機幾秒鐘的制動時間是吻合的。同時超級電容充電電路簡單，充電電流大，制動能量回收充分，因此在能量回收場合應用廣泛。
使用示波器測量電動工具電機兩電極處電壓，斷電后自由停止及電阻制動時的電壓波形如圖3所示。
由圖3可以看到，對該電動工具斷電后，未加載制動電阻時，電機需要1.7s才能夠停止。當加載1Ω制動電阻時，電機需要0.4s就可以停止。由于加載的制動電阻為1Ω，波形所示電壓變化即是流過1Ω負載的電流變化，由波形可以計算電機制動時消耗在電阻上的電量，而當將制動電阻去掉，直接連充電電路時，這部分電量也是可能回收的總電量。有計算結果可知，消耗在電阻上的能量為6.65Ws，這也是可以回收的總電量。設回收能量與消耗能量之比為能量回收比例，能量回收比例的變化與電動工具每次持續通電時間、輸出電流大小有關。額定輸出情況下，通電時間為1s時，能量回收比例為36％，2s通電時間情況下，0.5A電流輸出時，能量回收比例高達50％。手持式電動工具的單次持續通電時間一般在1s～5s之間，輸出電流變化也較大，綜合考慮，回收能量可以達到20％以上。
3 結語
綜上所述，電動工具能量回收系統在電機工作時可降低蓄電池的瞬時壓降，減小大電流對蓄電池的沖擊，延長電池的使用壽命。可有效回收制動電能，平均可回收能量20％以上。目前該系統試驗樣機已經完成，能量回收效果明顯。能量管理系統完成后，各項性能會有更大的提高。隨著超級電容生產規模的擴大，價格降低，制約該系統實用化的成本高的問題將得到有效解決，市場前景光明。該能量回收系統也適用于電動車等使用二次電池的場合。
參考文獻
電池回收前景范文2
二、 原材料優勢：我國是世界上最大的原鎂產量國，占全球市場的70％。作為全球原鎂最主要的產地，中國原鎂產能充足，競爭充分，價格低與國際市場。我國原鎂產地主要分布在山西、寧夏、遼寧等地。
三、 產品成本優勢：鎂電池是同等體積鋰電池成本的三分之二。
四、 生產技術優勢：經相關技術部門的鑒定，其生產技術指標優于以色列和德國。
五、 產品性能優勢：鎂電池具有能量高（是同等體積鋰電池的三倍、是鉛酸電池的十倍、是鎳電池的十倍以上）、體積小、重量輕、容量大、貯存壽命長、工作溫度范圍寬、應用領域廣、性價比優勢大、環保無污染、可二次回收的特點。
六、 自主知識產權：鎂電池的發明者系國內該領域的著名專家，其知識產權已經申報專利，審查已通過，目前正處在確認流程的兩年等待期。其專利技術可以馬上應用于商業化進程。
七、 產品成熟度：產品性能優勢、成本優勢、生產技術優勢是取得國營重要單位用戶的試用認可和訂單的根本原因。
八、 國家鼓勵政策：普通廢舊電池嚴重污染環境，如何解決這個問題已日益突出地擺在人們面前。為此，國家出臺了很多政策意圖解決這些問題，但收效甚微。鎂電池具有環保、新能源的特點是國家政策鼓勵的根本原因。
九、 企業發展目標：項目符合資本市場的上市條件，力爭用三年左右時間發展為新能源行業的優質上市公司。
十、 投資回報：公司上市后，市盈率將會高于市場平均市盈率。
十一、項目風險控制：對項目公司進行控股60％、控制董事會、加強管理和內部監督。已有可靠用戶的訂單，公司運營風險小。投資成本回收周期短，風險低。
十二、經濟效益預期：基于市場潛在需求和目前獲得訂單的情況，公司達成投資目標，形成穩定的經營狀況和贏利狀況后，每年利潤可達3—8億元人民幣。
十三、上市時間安排：2012年下半年。
十四、投資金額：山西金源天榮鎂電池有限公司投資1億元；唐山金源鴻基鎂電池有限公司一期投資1億元，二期投資2億元。
十五、投資收益率：三年后，預期股權升值5—10倍。
十六、項目狀況：該項目在河北省唐山市和山西省太原市進行產業化生產。唐山廠建成后每年可生產加工鎂電池24個品種19075萬只，年產值189950 萬元。
十七、投資方式：直接創業投資（直接持有項目公司股權）。
十八、股份比例：我公司占新組建的鎂電池公司60％股份，技術發明人占40％股份。
電池回收前景范文3
關鍵詞：燃料電池；分類；研究；應用現狀
引言
國際能源界預測，本世紀氫能將得到廣泛的應用，而燃料電池將成為利用氫能的重要途徑。燃料電池是繼水力、火力、核能之后的第四電裝置，它是可以替代內燃機的動力裝置。燃料電池具有安全、高效、無污染、適用廣、無噪聲等特點，已成為當今世界能源領域的開發熱點。
1 基本原理
普通電池是將電池內部的化學能轉變成電能，而燃料電池是將電池外部的燃料（氫和氧）通過反應，將其釋放的能量轉變成電能輸出。燃料電池外部的燃料存儲系統是一個活動裝置，可以方便地更換和補充燃料。
燃料電池的基本原理是水的電解的逆反應。它由正極、負極和夾在正負極中間的電解質組成。工作時向負極供給燃料（氫），向正極供給氧化劑（空氣），在電極上常使用催化劑（例如白金）來加速電反應。氫在負極分解成正離子h＋和電子e。氫離子進入電解液中，而電子則沿外部電路移向正極。用電的負載就接在外部電路中。在正極上，空氣中的氧同電解液中的氫離子吸收抵達正極上的電子形成水。
2 燃料電池的種類及其特點
2.1 質子交換膜燃料電池(proton exchange membrane fuel cells—pemfc)
該電池的電解質為離子交換膜，薄膜的表面涂有可以加速反應的催化劑（如白金），其兩側分別供應氫氣及氧氣。由于pem燃料電池的唯一液體是水，因此腐蝕問題很小，且操作溫度介于80℃～100℃之間，安全上的顧慮較低；其缺點是，作為催化劑的白金價格昂貴。pemfc是輕型汽車和家庭應用的理想電力能源，它可以替代充電電池。22堿性燃料電池(alkalinefuelcells—afc)
堿性燃料電池的設計與質子交換膜燃料電池的設計基本相似，但其電解質為穩定的氫氧化鉀基質。操作時所需溫度并不高，轉換效率好，可使用的催化劑種類多且價格便宜，例如銀、鎳等。但是，在最近各國燃料電池開發中，卻無法成為主要開發對象，其原因在于電解質必須是液態，燃料也必須是高純度的氫才可以。目前，這種電池對于商業化應用來說過于昂貴，其主要為空間研究服務，包括為航天飛機提供動力和飲用水。
2.3 磷酸型燃料電池(phosphoric acid fuel cells—pafc)
因其使用的電解質為100％濃度的磷酸而得名。操作溫度大約在150℃～220℃之間，因溫度高所以廢熱可回收再利用。其催化劑為白金，因此，同樣面臨白金價格昂貴的問題。到目前為止，該燃料電池大都使用在大型發電機組上，而且已商業化生產，但是，成本偏高是其未能迅速普及的主要原因。
2.4 熔融碳酸鹽燃料電池((molten carbonate fuelcells—mcfc)
其電解質為碳酸鋰或碳酸鉀等堿性碳酸鹽。在電極方面，無論是燃料電極還是空氣電極，都使用具有透氣性的多孔質鎳。操作溫度約為600℃～700℃，因溫度相當高，致使在常溫下呈現白色固體狀的碳酸鹽熔解為透明液體。此型燃料電池，不需要貴金屬當催化劑。因為操作溫度高，廢熱可回收再利用，其發電效率高達75％～80％，適用于中央集中型發電廠，目前在日本和意大利已有應用。
2.5 固態氧化物燃料電池(solid oxide fuel cells—sofc)
其電解質為氧化鋯，因含有少量的氧化鈣與氧化釔，穩定度較高，不需要催化劑。一般而言，此種燃料電池操作溫度約為1000℃，廢熱可回收再利用。固態氧化物燃料電池對目前所有燃料電池都有的硫污染具有最大的耐受性。由于使用固態的電解質，這種電池比熔融碳酸鹽燃料電池更穩定。其效率約為60％左右，可供工業界用來發電和取暖，同時也具有為車輛提供備用動力的潛力。缺點是構建該型電池的耐高溫材料價格昂貴。
2.6 直接甲醇燃料電池（direct methanol fuelcells—dmfc）
直接甲醇燃料電池是質子交換膜燃料電池的一種變種，它直接使用甲醇在陽極轉換成二氧化碳和氫，然后如同標準的質子交換膜燃料電池一樣，氫再與氧反應。這種電池的工作溫度為120℃，比標準的質子交換膜燃料電池略高，其效率大約在40％左右。其使用的技術仍處于研發階段，但已成功地顯示出可以用作移動電話和筆記本電腦的電源。其缺點是當甲醇低溫轉換為氫和二氧化碳時要比常規的質子交換膜燃料電池需要更多的白金催化劑。
2.7 再生型燃料電池（regenerative fuelcells—rfc）
再生型燃料電池的概念相對較新，但全球已有許多研究小組正在從事這方面的工作。這種電池構建了一個封閉的系統，不需要外部生成氫，而是將燃料電池中生成的水送回到以太陽能為動力的電解池中分解成氫和氧，然后將其送回到燃料電池。目前，這種電池的商業化開發仍有許多問題尚待解決，例如成本，太陽能利用的穩定性等。美國航空航天局（nasa）正在致力于這種電池的研究。
2.8 鋅空燃料電池(zinc－air fuel cells—zafc)
利用鋅和空氣在電解質中的反應產生電。鋅空燃料電池的最大好處是能量高。與其他燃料電池相比，同樣的重量，鋅空電池可以運行更長的時間。另外，地球上豐富的鋅資源使鋅空電池的原材料很便宜。它可用于電動汽車、消費電子和軍事領域，前景廣闊。目前metallicpower和powerzinc公司正在致力于鋅空燃料電池的研究和商業化。
2.9 質子陶瓷燃料電池(protonic ceramic fuelcells—pcfc)
這種新型燃料電池的機理是：在高溫下陶瓷電解材料具有很高的質子導電率。protonetics internationalinc.正在致力于這種電池的研究。
3 燃料電池的研發和應用現狀
燃料電池技術在全球的開發極為活躍。全世界約有20多個國家的上千家公司和機構投入巨額資金從事燃料電池的研究和商業化工作。目前，已有2500多個燃料電池系統安裝在世界各地，為醫院、托兒所、賓館、辦公樓、學校、機場和電廠等提供基本的和備用的電力供應。
美國是研究燃料電池最早的國家，處于該領域的領先地位。早在上世紀60年代初，nasa為解決航天飛機中普通電池過重的問題而開始研究新的動力裝置。之后的幾十年中，能源部（doe）、電力研究所（epri）和氣體研究協會（gri）等部門都投入了大量的人力和財力進行研發。目前，堿性電池長期被nasa采用；磷酸型電池技術也相當成熟，已有廣泛的商業化應用。2mw的熔融碳酸鹽電池已投入運行，西屋（westinghouse）公司100kw固體氧化物電池也已在荷蘭安裝。
日本在30多年前就開始燃料電池的研究，近年來成果尤為顯著。開發重點集中在磷酸型、熔融碳酸鹽型、固體氧化物型3大類。容量達11mw的磷酸鹽發電裝置也已在東京電力公司投運，效率達43.6％，熔融碳酸鹽型已經運轉的有2mw級裝置。另外還建立了許多賓館、醫院用的100kw級的磷酸型現場發電電池系統。
歐洲各國燃料電池開發較美國、日本為晚。早年主要興趣在堿性電池，隨著燃料電池技術的發展，其優越特性逐漸為人們所認識，歐洲各國也加快了燃料電池技術的引進開發。荷蘭、意大利、德國、西班牙等國分別完成10kw、100kw、280kw級碳酸鹽型電池的開發，德國和瑞士分別進行了7kw和10kw級固體氧化物電池的開發；意大利于1991年投運了美國造的1mw級磷酸型電池裝置。
由于石油短缺和汽車尾氣污染等環境問題日益嚴重，目前燃料電池研發生產的一個重要方向是能夠給汽車提供動力。幾乎所有大的汽車制造商都在研發使用燃料電池的電動汽車，并已有示范車型。目前，豐田和本田公司已經在日本和美國開展電動汽車的租車業務。現在已有一些使用充電電池的電動汽車，但使用燃料電池的電動汽車市場仍處于培育階段。專家們預測到2010年前后才能實現商業化。應用于便攜式設備（手機、筆記本電腦、掌上電腦等）的微型燃料電池的研發競爭也在激烈地進行。
我國燃料電池的研制開發起步并不晚，然而發展緩慢。上世紀70年代，為配合航天事業的發展我們在堿性燃料電池領域取得了一些進步，但到上世紀80年代由于資金原因研發放慢了，直至上世紀90年代末才又開始新一輪的研發及商業化嘗試。
在國內燃料電池研發工作中具有代表性的大連研究所，已經從事燃料電池的研究近50年，早年曾成功研制了500w的堿性型燃料電池，近年來致力于質子膜、熔融碳酸鹽和固體氧化物型電池的研究。該所在2001年至2003年間，將30kw的質子膜電池組用在小型汽車和大型公共汽車上示范成功，并成立了新源動力公司，開始了產品的商業化進程。2003年春，該所與清華大學合作將75kw的質子膜電堆應用在公共汽車上。在直接甲醇燃料電池方面，大連化物所、韓國三星公司、南孚電池公司建立了合作實驗室。目前，中國科技大學無機膜研究所已成功研制了新型中溫固體氧化物燃料電池。6種燃料電池的應用及技術狀態見表1。
表16 種燃料電池的應用及技術狀態
電池種類
可用燃料
應用
技術狀態
質子膜
氫氣、重整氣
電動車、潛艇電源
研發、改進、已有商業化產品
磷酸鹽
重整氣
現場集成能量系統
已有商業化產品
熔融碳酸鹽
凈化煤氣、天然氣、重整氣
電站、區域性供電
在日本和意大利有示范電站
固體氧化膜
凈化煤氣、天然氣
電站、聯合循環發電
示范、測試
堿性
純氫氣
航天、空間站
在航空航天領域長期應用
直接甲醇
甲醇、乙醇
移動電源
研發
4 結語
由于燃料電池的成本居高不下，目前仍處于研發和示范應用階段，但它在能源貯備、供應方面的安全、可靠、高效率、無污染等特性和廣闊的應用前景，使得全世界都在這個領域進行著研發競賽。
電池回收前景范文4
關鍵詞：可回收；地面太陽能光伏電站；支架組件；施工技術
隨著能源問題和環境污染問題的日漸突出，可再生清潔能源的開發也引起了人們的重視。而利用太陽能光伏發電，則能將太陽能轉化為電能，進而有效實現對可再生清潔能源的開發和利用。但就目前來看，在地面太陽能光伏電站建設施工過程中，支架組件施工容易給環境帶來傷害，并且存在施工效率低、耐久性差和質量控制難等問題。因此，還應加強可回收式支架組件的研究，從而更好的推動光伏電站的建設發展。
1 可回收式地面太陽能光伏電站支架組件的結構分析
在地面太陽能光伏電站設計建設的過程中，通常需要采用混凝土灌注樁、混凝土預制方樁等基礎形式進行支架組件的安裝。相比較而言，對生態破壞最小的為長螺旋鋼管地錨樁施工，所以在進行可回收支架組件設計時可以采用該種樁型結構。從支架組件組成上來看，需要利用法蘭連接地錨樁和支架鋼管柱，并采用可調式連接方法進行支架梁和主要受力柱的連接，同時采用螺栓頂絲連接和固定節點管與支架柱。在前后斜撐節點處，則要在節點管上下側完成節點管的設置，從而使樁頂標高偏差通過上下調節得到消除[1]。分析該種結構的受力狀態可以發現，則風載荷和支架荷載的共同作用下，節點管上會產生偏心力矩，從而導致支架柱與節點管發生中心線偏轉，進而通過增強支架柱與節點管間摩擦力有效預防節點管出現下墜問題。所以采用該種結構，能夠使過去光伏電站支架組件施工遭遇的樁垂直度與水平度偏差控制難的問題得到解決，在實際進行上部支架安裝時無需進行水平板和連接柱的多次調整，因此能夠為支架安裝找平工作的開展提供便利。
2 可回收式地面太陽能光伏電站支架組件的施工技術
2.1 組件防腐處理
在過去進行光伏電站支架組件安裝時，通常需要采用涂抹覆蓋防腐技術進行組件的防腐處理，以確保支架結構安全。但采用該種技術需定期完成支架的維護，所以將導致電站的運行維護成本增加。針對這種情況，可以采用環氧粉末覆蓋防腐技術進行上部支架的處理，即在鋼管地錨樁出廠前利用環氧粉末完成結構的滲鋅處理，從而使結構安全得到保證[2]。在樁身周圍，則要完成犧牲陽極體的固定，從而實現對樁身的電化學防腐保護。而采用的犧牲陽極應該為半套環裝，并根據鋼樁外徑確定環的內徑。在實際進行該種環裝的使用時，應在鋼樁頭上將兩個半套環相扣，并在陽極體周圍進行鋼帶加強筋的安裝。
2.2 地錨樁的施工
太陽能光伏電站需完成較多電池板的安裝，進行地錨樁施工則能使過去施工存在的占地面積大和電站拆遷處理麻煩等問題得到解決，從而使電站建設給生態環境帶來的破壞得到減少。在實際進行地錨樁施工時，還要完成旋轉樁架的改造，即利用履帶式挖掘機進行樁架改造，并為樁架配備自動找直系統，進而實現樁架的準確定位。在此基礎上，則要利用水平尺進行測量，并利用液壓撐桿完成樁架角度的調整，進而使樁身的垂直度要求得到滿足。而考慮到地錨樁的抗拔能力取決于螺旋葉片距地高度，所以還要加強樁頂標高控制，確保其與地面標高相接近。根據節點管的位置，則能完成上部支架的標高調節，進而使同組光伏陣列保持水平關系。完成樁的放線定位后，還要利用水將樁位的土壤浸濕，從而為地錨樁后續施工提供便利。在樁的四周，需完成抗傾覆翼板的安裝，以減少風振給設備帶來的損害，并使支架的抗L能力得到提高。
2.3 犧牲陽極的安裝
在安裝犧牲陽極時，還要遵循均勻分布的原則，為每20根樁配置一組犧牲陽極，從而發揮結合電連效應。由于樁基上部為鋼支架，所以可以利用電線進行支架斷開處的連接，從而完成整體回路的構建。由于鋼樁擁有良好的導電性，所以還要采用非焊接的方式進行陽極安裝，從而為防腐層提供保護。具體來講，就是將兩個半圓形犧牲陽極采用對扣的方式緊裹在樁身上，然后利用不銹鋼螺絲進行外伸鐵芯的緊固。為確定安裝效果，還要在各保護系統中進行長效硫酸銅參比電極的埋設，以實現保護點位的測量[3]。在日常維護時，則可以根據測量結果進行支架維護。此外，利用參比電極也可以作為信號源，從而為電位自動控制提供支持。在實際埋設參比電極前，還要利用淡水或蒸餾水進行電極浸泡，時間至少12小時，以確保硫酸銅能夠達到吸水飽和狀態。在安裝電極時，則要與地錨樁一同旋轉進入地下，并在節點管的位置固定導線。在對樁的參比信號進行測試時，該導線則為信號端。完成支架組件安裝后，還要每隔半年進行一次保護電位的測定，測試樁則為樁身都是鋼的螺旋樁基。
2.4 鋼支架及組件安裝
在安裝鋼支架及組件時，還要提前做好螺栓的清點和分類，在樁行間進行按照不同類型進行構件的有序擺放。而在這些構件中，節點樁可用于確定標高，所以還要先進行單行周末樁的節點管標高的測定，并利用頂絲進行節點管的固定，然后進行尼龍線的拉設，從而利用該基準線進行中間樁的標高控制。完成節點管的安裝，還要進行拉桿和斜梁的安裝。在安裝過程中，還應按照先首末后中間的順序進行安裝，并確定斜梁上電池組件的安裝角度。為使電池板的抗風能力得到增強，還要在組件邊緣完成雙碟形或單蝶形扣件的使用，從而利用扣件將電池板緊固在檁條上緣。在樁頂與檁條之間，則要進行抗風緩沖片的安裝，以減輕風對支架的影響[4]。考慮到檁條容易受樁間距的影響，所以還要利用其上的螺栓孔實現間距偏差的調整，確保樁身偏差能夠得到適度補償。在抗風翼板安裝時，則要先進行上部螺栓的佩戴，然后將板錘入地下，最后進行螺栓緊固。在安裝電池組件時，還應兩人同時進行安裝，并且分別負責調整電池板位置和緊固螺栓。在緊固螺栓過程中，還應分兩次進行緊固，第一次應緊固70%，確保電池板不會掉落，然后進行電池板間距及位置的調整。第二次要緊固100%，并確認電池板不會出現晃動或松脫等問題。最后，需在電池板邊緣完成防風扣件的安裝。
3 結論
通過分析可以發現，采用可回收式光伏電站支架組件進行太陽能光伏電站的建設，不僅能夠減少工程建設對環境的破壞，還能有效提高支架組件抗風能力和施工效率，進而使支架組件的安裝質量得到保證。因此，相信隨著相關技術及標準的不斷完善，該種施工技術也能在光伏電站建設中獲得良好的應用前景。
參考文獻：
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電池回收前景范文5
關鍵詞：超級電容器 蓄電池 控制策略 沖擊
1 概述
中國已成為全球最大的電動自行車生產國、消費國和出口國[1]。電動自行車作為一種節能環保、出行便捷的中短距離交通工具，深受廣大消費者歡迎，同時，電動自行車將向著多功能型及節能型的方向發展。當前，電動自行車存在的問題主要集中在：蓄電池的使用壽命和頻繁的更換上，蓄電池存充電時間長、充放電次數有限以及還有接觸不良等等問題，所以，蓄電池是影響電動自行車性能質量的關鍵部件，也是制約著電動自行車發展的關鍵問題。近年來，許多科技發達的國家都致力于研發新型的電動自行車電池[2-3]，包括高功率鎘鎳、鋅鎳、氫鎳、鋰聚合物以及燃料電池等等。氫鎳電池在日本、歐美等國應用較為廣泛；鋰離子/鋰聚合物等電池也在推廣使用。我國也有許多科研院所也在積極研發電動自行車用的新型電池，但目前95%左右的電動自行車仍采用傳統的鉛酸蓄電池。然而，由于鉛酸蓄電池的壽命比較短，在一年左右就需要更換；而且，當電動自行車處于啟動、加速、爬坡、逆風和載重運行時，電池在短時間內要提供幾十安培的電流驅動電機，鉛酸蓄電池難以達到良好的效果，而且如此大的電流會對電池造成沖擊性傷害，嚴重的影響電池續航里程和使用壽命。超級電容具有其它電池無可比擬的優點，且已成功的應用于諸多領域，如作為電子產品的后備電源、不間斷電源以及電動工具的電源等。超級電容在新能源、電動汽車和軍事三個領域的應用尤為廣泛和突出，超級電容器的出現帶來了電池的革命。本文將超級電容器與蓄電池相結合，應用于電動自行車驅動中，合理的設計了雙電源的連接方式，并且根據電動自行車電機驅動的特點，給出了控制策略，該控制策略能有效地改善電動自行車的性能，延長蓄電池的使用壽命，具有極大的市場前景。
2 超級電容
超級電容又稱為電化學電容器，是介于電池和電容器之間的一種儲能器件，既具有電容器快速充放電的特點，又具有電化學電池的儲能機理。
超級電容主要有如下特點：
①電容量大。單體超級電容器的電容量比同體積的電解電容器大2000～10000倍，可達數千法或數萬法拉。
②功率密度高。超級電容能提供瞬時大電流，在短時間內電流就可以達到幾百至幾千安培，功率密度是蓄電池的近百倍，可達1000W/kg。
③充電速度快。充電幾分鐘就可達到額定容量的95%以上。
④能量轉換效率高、充放電接受能力強。大電流充放電能量循環效率大于90%，充放電過程中能量損失小。
⑤循環使用壽命長。在正常使用條件下，循環使用次數可達十萬次以上。
⑥使用溫度范圍寬，可靠性高。在-40～65℃的溫度范圍內都能正常、安全、可靠工作。
3 超級電容與蓄電池組合
將超級電容與蓄電池合理組合，構成雙電源供電，布置在電動自行車上，共同承擔驅動電動自行車的任務。當電動自行車正常在平坦路面行使時，由蓄電池單獨供電；在啟動、爬坡、加速等需要瞬時大功率階段，超級電容器與蓄電池同時向電機供電。當電動自行車制動時，電機對外發電，超級電容儲存能量，實現能量回收利用。
由于超級電容器具有比功率大，充電速度快，使用壽命長等優點。將超級電容器與蓄電池相結合，能夠取長補短，能有效地改善現有的電池性能、延長其使用壽命。但是超級電容也具有能量密度低，串聯內阻大的缺點，若將串聯超級電容組與蓄電池組直接并聯，由于過大的內阻將使超級電容組輸出的電流過小，這樣將不能起到分流保護蓄電池的作用。因此，本文設計了一個雙向的DC/DC變換器，超級電容可通過DC/DC變換器再與蓄電池相并聯，輸出功率可隨意調整。為此，在運行時必須構建一定的控制策略，能夠在電機電流需求過大時及時啟動或擴大超級電容的輸出電流，限制蓄電池輸出過載電流，以保護蓄電池。
控制策略根據電動自行車的運行工況確定，工況可分為平地行駛，啟動、加速、爬坡、過載、剎車等幾種。
3.1 啟動、加速、爬坡和過載狀態
在這種狀態下電機有瞬時大功率的需求，應由超級電容和蓄電池共同輸出功率以驅動電機，鑒于超級電容具有短時大電流放電的特性，相比蓄電池，超級電容能夠更好地滿足這一要求，此時，可以由超級電容承擔大部分的負荷。因此，在這一階段超級電容需作為主能量源，承擔峰值功率，而蓄電池只作為輔助能量源；當峰值功率過后，超級電容退出，負荷由蓄電池承擔。
3.2 平地勻速行駛狀態
當電動自行車在平地勻速行駛的狀態下運行時，功率需求不高，此時，蓄電池輸出功率完全可以滿足電機動力性的要求。在此工況下，電機驅動的能量完全由蓄電池單獨提供，超級電容不需釋放功率。
3.3 剎車狀態
當電動自行車處于剎車狀態時，此時電機處于發電狀態，將一部分動能轉化為電能，該電能可以經雙向DC/DC變換器逆變送回超級電容。在此狀態下蓄電池與電機之間的回路被切斷，蓄電池不吸收回饋電能，這樣能避免再生電流對蓄電池造成沖擊傷害。
將超級電容作為再生制動回饋能量的儲能容器，正是利用了超級電容能夠吸收瞬時大電流的特性，也可有效提高能量的回收率。
雙電源驅動電動自行車的能量管理目標是： 采用合理的控制策略，實現兩種儲能容器的優勢互補，在確保電動自行車的動力性要求的同時，讓蓄電池時刻工作于低電流放電的最佳工作狀態；其次，更好的利用了超級電容的特點，將再生發電制動方式產生的電能回饋到超級電容器，既提高了能量的回收率又對蓄電池起到了保護作用，免受沖擊，延長其使用壽命。
電動自行車工作狀態的判別，可根據檢測電機的驅動功率來進行。當驅動功率為正值，并大于蓄電池額定功率，且P/t>0時，可以判斷為電動自行車處于啟動、爬坡或過載狀態，此時，應降低蓄電池控制電路PWM的占空比，用以降低蓄電池的出力；同時應增加超級電容控制電路PWM的占空比，用以增加超級電容的出力；當功率為正，且小于蓄電池額定功率時，可以判斷為電動車處于平地行駛工作狀態；當功率為負，且P/t
4 控制電路的設計
本文以TMS320F28335為核心控制器，設計了電動自行車雙電源控制電路系統，以實現控制策略。在該方案中，超級電容和蓄電池的電壓不相等，蓄電池的電壓為48V，超級電容的電壓為36V，并通過雙向DC/DC逆變器再與蓄電池并聯。硬件電路示意圖如圖1所示：圖中功率檢測電路負責檢測雙電源輸出側功率Pc、Pb以及電機的驅動功率P。當處于啟動、爬坡和過載狀態時，DSP對雙向DC/DC變換器輸出升壓PWM波形，變換器工作在升壓模式，超級電容將儲存的能量釋放出來，于此同時，DSP對蓄電池控制電路的PWM占空比進行控制，以保證蓄電池的輸出功率在額定功率之內。當電機處于減速或剎車狀態時，DSP對雙向DC/DC變換器輸出降壓PWM波形，同時切斷蓄電池的供電回路，雙向DC/DC變換器工作在降壓模式，將再生制動的能量回饋至超級電容器儲存。
圖1 硬件結構示意圖
功率檢測可采用MAX4211芯片，芯片成本低、功耗低，可形成一個高端直流功率/直流電流測量系統，系統利用精密電流檢測放大器來檢測電流，再利用片內乘法器計算出功率，該系統的連接對被測系統的接地通路不構成影響，特別適合于檢測電池供電系統的功率及電流。測量誤差低于1.5%，測量范圍4-28V，電源電壓范圍2.7-5.5V，工作電流670微安。
控制策略流程圖如圖2所示：
圖2 雙電源控制策略流程圖
本設計方案經過了MATLAM的仿真，并在實驗室制作了控制器應用于電動自行車控制試驗，超級電容選用北京集星公司的產品，額定電壓為12V，電容容值1.2F，三組電容串聯36V，蓄電池采用4個12V串聯48V，試驗用自行車為綠源自行車，試驗證明了控制策略的有效性。在本設計方案中，超級電容通過雙向DC/DC與蓄電池并聯，超級電容的端電壓沒有與蓄電池電壓相等的限制，所以工作電壓范圍更廣，超級電容能釋放出更多的能量。
5 結論
本文提出了一種超級電容器與蓄電池組合構成雙電源供電系統，應用于電動自行車供電，超級電容通過雙向DC/DC變換器與蓄電池并聯，可以使超級電容能釋放出更多的電能；討論了電動自行車的運行工況，確定了超級電容器與蓄電池的控制策略，使蓄電池在任何情況下都工作于額定功率以下的最佳工作狀態，有效的保證了蓄電池免受沖擊，能有效的延長了蓄電池的使用壽命。通過試驗證明了該設計的可行性和有效性，隨著超級電容的不斷開發和價格的下降，組合電源運用于電動自行車將具有較好的發展前景。
參考文獻：
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電池回收前景范文6
國內最大的白銀生產企業
白銀是公司第二大收入來源，2010年收入占比高達25.28%，僅次于電解鉛業務，是最大的利潤貢獻者，2010年毛利貢獻比例高達20.27%左右。
白銀產出主要來自鉛精礦的分離，白銀計價成本主要以鉛精礦的含銀量來折算，銷售則按照市場價格，因而公司的白銀業務可以說屬于加工模式，盈利以提煉加工的差價為主，毛利率相對原礦提煉而言較低，2010年為4.93%。
白銀價格上漲前景依然較為樂觀，2010年白銀價格大幅上漲，由去年年初的4045元/千克大幅上漲至目前的7200元/千克左右。從中期看，我們認為在通脹預期強烈以及美國二次量化寬松貨幣政策背景下，黃金白銀價格仍可謹慎看好。公司作為國內最大的白銀生產企業，受益于白銀價格的上漲。從投資需求來看，由于銀的價值比黃金低，投資門檻較低，可以吸引更多人參與。從目前看，黃金價格大約為銀的40倍，遠高于歷史上兩者比值，白銀的上漲空間更大，更受投資者青睞。另外，白銀的工業需求還在不斷擴大，也增加了白銀在需求推動下進一步上漲的可能，故也更加吸引投資者的興趣。
亞洲最大的電解鉛生產企業
傳統鉛冶煉面臨瓶頸，再生鉛盈利回升可期。鉛70%以上應用在汽車鉛酸電池和電動自行車上。由于鉛元素對人體危害較大，歐盟地區已經在2005年開始推行“無鉛化”運動，禁止進口含鉛類電子產品，因而鉛主要應用在我國和發展中國家。
公司以鉛精礦為原料的電解鉛產能約為30萬噸，由于受鉛精礦價格的大幅上漲以及加工費低廉，公司鉛業務長期處于微利或者虧損邊緣，業績貢獻主要以副產品為主（黃金、硫酸、氧化銅等）。
公司走循環經濟道路
循環經濟是大勢所趨，隨著“資源節約型”與“環境友好型”社會建設的展開，以及循環、低碳經濟趨勢的發展，再生資源循環利用行業將能獲得政策和財稅方面的持續扶持，公司是顯著的受益者。而且，隨著回收業務的鋪開，以及再生鉛提煉技術的成熟，公司將逐漸擺脫受制于原礦成本上漲的瓶頸，鉛業務盈利回升可期。
發展再生鉛和廢舊蓄電池回收將成為公司未來的主要經營重心。公司轉變經營方式，近年來加大了對再生鉛的投入和廢舊蓄電池回收業務，走循環經濟道路。2005年底10萬噸再生鉛生產線投產，并具備18萬噸/年廢舊蓄電池回收能力；8萬噸/年熔池熔煉直接煉鉛環保冶煉工程也在2010年下半年實現投產，原料可混合鉛精礦和廢蓄電池。
公司鉛精礦全部外購，為了提高原料的自給率，公司大力發展再生資源項目。證監會已正式批準公司擬向全體股東每10股配售不超過3股，募集資金擬用于：公司二期廢舊蓄電池綜合利用工程項目，投資總額23911萬元；償還公司8萬噸/年熔池熔煉直接煉鉛環保治理工程項目的建設貸款28000萬元。其中，公司一期10萬噸廢舊蓄電池項目已經完工，二期工程已完成40%也于2010年年底竣工。為配合公司原料來源，公司擬與永豐縣祥盛有色金屬有限公司共同出資設立公司（公司擬以現金出資4800萬元人民幣，占注冊資本的60％），合資開發18萬噸/年廢舊蓄電池綜合回收利用工程項目。該項目的主要原料為廢舊蓄電池，投資標的公司成立后，可充分利用地域優勢，對本地及周邊湖南、湖北、浙江、福建、廣東等的廢舊電池進行回收，建立回收渠道。另外，公司8萬噸熔池熔煉直接鉛冶煉環保治理工程目前進度為95%，預計將逐步投產。
投資國外公司進軍上游資源領域
為進軍上游資源，公司2010年8月31日，公司全資子公司豫光（澳大利亞）有限責任公司與澳大利亞KBL簽署了《認股協議》及《SORBYHILLS合營協議》。協議約定：豫光澳大利亞以每股0.25澳元的發行價格認購KBL 2072萬的股份，認購后豫光澳大利亞將持有KBL已發行股份的15%；同時，豫光澳大利亞與KBL將聯合組建一家合營企業，共同對SORBYHILLS礦區項目進行勘探和開發。豫光澳大利亞將投入500萬元澳元用于完成SORBYHILLS項目的可行性研究，并因此獲得SORBYHILLS項目25%的參與權益。KBL擁有的主要礦山包括：西澳大利亞州Kununura地區SorbyHill鉛銀鋅礦采礦權和勘探權，新南威爾士州的Mineralhills金屬礦勘探權和采礦權，以及昆士蘭州CconstanceRange的鐵礦項目30%的權益。同時雙方約定，所開采的礦產將優先供應公司。
有色金屬價格有望繼續走強
黃金價格21 日大漲1.22%，突破1400 整數關口。白銀價格在工業需求增加和利比亞動蕩局勢雙重影響下，創近30 年新高。
利比亞危機或將開啟黃金、白銀新一輪上漲。從中長期來看，金價與油價波動趨勢基本一致，2002 年以來二者相關性達到0.75，相關程度非常高。利比亞是非洲第三大產油國，主要供應歐洲地區，目前的利比亞危機預計影響了利比亞6％的原油出口量，直接導致國際油價和金價大幅上漲，這或將成為黃金、白銀等貴金屬開啟新一輪上漲行情的導火索。
美國經濟復蘇強勁，基本金屬價格將維持高位。近期美國數據較好，經濟增長的恢復關鍵取決于消費和就業的增長，目前消費市場的超預期上升和就業市場的溫和改善意味著美國經濟的復蘇好于預期。預計隨著美國經濟好轉的加速，金、銀、銅、鋁等基本金屬的消費規模將持續，基本金屬的價格在經濟復蘇的背景下將持續高位。
