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电池回收前景范文1
中图分类号：TM912 文献标识码；A 文章编号：1672-3791(2012)02(a)-0107-01
手持式电动工具在人们日常生活中日益重要，市场巨大。手持式电动工具工作时启停频繁。这种工况对电源要求十分苛刻。目前常用的二次电池是铅酸电池。铅蓄电池具有体积大，能量密度低，易老化，寿命短等缺点。在电动工具使用中，频繁瞬时大电流输出时，对蓄电池的使用寿命影响很大，也影响其单次充电的使用时间。关于电动工具的研究业界一直集中在电池性能、电动工具性能研究方面，取得了很大的成果，但关于电动工具能量回收助力方面的研究还未看到相关文献。根据电动工具的工作特点，提出使用超级电容与铅酸电池(或锂电池)组成二元电源，制动时回收能量，可以在增加较小成本的基础上，能量回收高效，可以改善大电流对电池的冲击，提高电池使用寿命。
1 系统硬件结构
手持式电动工具能量回收系统的硬件结构如图1所示。
在该系统中，电源由蓄电池和超级电容组成。工作时超级电容辅助蓄电池工作，可以使电池工作在安全的范围，保护电池不受大电流的冲击，可以提高电池的使用寿命。制动能量回收是指回收电动工具断电时的惯性动能，通过能量转化将其转化为电能。这利用制动能量回收技术，汽车能耗可以降低5％～10％。对于手持式电动工具这种频繁启停的工作模式，采用制动能量回收技术能量回收效果将会非常可观。在本系统中，能量回收方法是：当电机断电时，电机制动时的能量经DC／DC升压模块给超级电容组充电，电容充不满部分由蓄电池续充。发电电路非常简单，可以利用直流电机四象限运行时第二象限正向发电制动模式进行发电。电动工具断电后，在惯性作用下电机转子继续正向旋转。这时将电机正负极与充电电路正负极相连，可以进入发电制动模式。加速电机停转。同时电机转速逐渐降低，输出的电压也逐渐降低，为了保证向超级电容充电的电压稳定，可以通过DC／DC升压模块将电压升到12V，然后再向电容充电。
在本系统中，控制器通过换向开关控制电机的正反转；通过调速电路以PWM方式，通过改变占空比的大小来调节电机转速；控制器可以控制超级电容与蓄电池的通断，而且还可以检测超级电容组、蓄电池的电量和温度，具有监测报警功能。
在该控制系统中，能量回收系统的控制器检测换向、速度、启动等开关的模式，控制相应电路动作。监测电池、电容的电量、温度等信息，根据工况对能量的分配进行管理。当温度超限、电量不足时具有报警功能。
2 实验
目前该系统样机已经完成，使用的电动工具蓄电池为12V，1.5Ah，超级电容为12V，16.7F。针对该系统，分别进行了超级电容充电实验，电动工具能量回收实验。
用12V直流稳压电源对12V超级电容组充电，电压变化波形呈指数变化。对电容充满电的时间约为8s，这个充电时间相比于能量回收时电机几秒钟的制动时间是吻合的。同时超级电容充电电路简单，充电电流大，制动能量回收充分，因此在能量回收场合应用广泛。
使用示波器测量电动工具电机两电极处电压，断电后自由停止及电阻制动时的电压波形如图3所示。
由图3可以看到，对该电动工具断电后，未加载制动电阻时，电机需要1.7s才能够停止。当加载1Ω制动电阻时，电机需要0.4s就可以停止。由于加载的制动电阻为1Ω，波形所示电压变化即是流过1Ω负载的电流变化，由波形可以计算电机制动时消耗在电阻上的电量，而当将制动电阻去掉，直接连充电电路时，这部分电量也是可能回收的总电量。有计算结果可知，消耗在电阻上的能量为6.65Ws，这也是可以回收的总电量。设回收能量与消耗能量之比为能量回收比例，能量回收比例的变化与电动工具每次持续通电时间、输出电流大小有关。额定输出情况下，通电时间为1s时，能量回收比例为36％，2s通电时间情况下，0.5A电流输出时，能量回收比例高达50％。手持式电动工具的单次持续通电时间一般在1s～5s之间，输出电流变化也较大，综合考虑，回收能量可以达到20％以上。
3 结语
综上所述，电动工具能量回收系统在电机工作时可降低蓄电池的瞬时压降，减小大电流对蓄电池的冲击，延长电池的使用寿命。可有效回收制动电能，平均可回收能量20％以上。目前该系统试验样机已经完成，能量回收效果明显。能量管理系统完成后，各项性能会有更大的提高。随着超级电容生产规模的扩大，价格降低，制约该系统实用化的成本高的问题将得到有效解决，市场前景光明。该能量回收系统也适用于电动车等使用二次电池的场合。
参考文献
电池回收前景范文2
二、 原材料优势：我国是世界上最大的原镁产量国，占全球市场的70％。作为全球原镁最主要的产地，中国原镁产能充足，竞争充分，价格低与国际市场。我国原镁产地主要分布在山西、宁夏、辽宁等地。
三、 产品成本优势：镁电池是同等体积锂电池成本的三分之二。
四、 生产技术优势：经相关技术部门的鉴定，其生产技术指标优于以色列和德国。
五、 产品性能优势：镁电池具有能量高（是同等体积锂电池的三倍、是铅酸电池的十倍、是镍电池的十倍以上）、体积小、重量轻、容量大、贮存寿命长、工作温度范围宽、应用领域广、性价比优势大、环保无污染、可二次回收的特点。
六、 自主知识产权：镁电池的发明者系国内该领域的著名专家，其知识产权已经申报专利，审查已通过，目前正处在确认流程的两年等待期。其专利技术可以马上应用于商业化进程。
七、 产品成熟度：产品性能优势、成本优势、生产技术优势是取得国营重要单位用户的试用认可和订单的根本原因。
八、 国家鼓励政策：普通废旧电池严重污染环境，如何解决这个问题已日益突出地摆在人们面前。为此，国家出台了很多政策意图解决这些问题，但收效甚微。镁电池具有环保、新能源的特点是国家政策鼓励的根本原因。
九、 企业发展目标：项目符合资本市场的上市条件，力争用三年左右时间发展为新能源行业的优质上市公司。
十、 投资回报：公司上市后，市盈率将会高于市场平均市盈率。
十一、项目风险控制：对项目公司进行控股60％、控制董事会、加强管理和内部监督。已有可靠用户的订单，公司运营风险小。投资成本回收周期短，风险低。
十二、经济效益预期：基于市场潜在需求和目前获得订单的情况，公司达成投资目标，形成稳定的经营状况和赢利状况后，每年利润可达3—8亿元人民币。
十三、上市时间安排：2012年下半年。
十四、投资金额：山西金源天荣镁电池有限公司投资1亿元；唐山金源鸿基镁电池有限公司一期投资1亿元，二期投资2亿元。
十五、投资收益率：三年后，预期股权升值5—10倍。
十六、项目状况：该项目在河北省唐山市和山西省太原市进行产业化生产。唐山厂建成后每年可生产加工镁电池24个品种19075万只，年产值189950 万元。
十七、投资方式：直接创业投资（直接持有项目公司股权）。
十八、股份比例：我公司占新组建的镁电池公司60％股份，技术发明人占40％股份。
电池回收前景范文3
关键词：燃料电池；分类；研究；应用现状
引言
国际能源界预测，本世纪氢能将得到广泛的应用，而燃料电池将成为利用氢能的重要途径。燃料电池是继水力、火力、核能之后的第四电装置，它是可以替代内燃机的动力装置。燃料电池具有安全、高效、无污染、适用广、无噪声等特点，已成为当今世界能源领域的开发热点。
1 基本原理
普通电池是将电池内部的化学能转变成电能，而燃料电池是将电池外部的燃料（氢和氧）通过反应，将其释放的能量转变成电能输出。燃料电池外部的燃料存储系统是一个活动装置，可以方便地更换和补充燃料。
燃料电池的基本原理是水的电解的逆反应。它由正极、负极和夹在正负极中间的电解质组成。工作时向负极供给燃料（氢），向正极供给氧化剂（空气），在电极上常使用催化剂（例如白金）来加速电反应。氢在负极分解成正离子h＋和电子e。氢离子进入电解液中，而电子则沿外部电路移向正极。用电的负载就接在外部电路中。在正极上，空气中的氧同电解液中的氢离子吸收抵达正极上的电子形成水。
2 燃料电池的种类及其特点
2.1 质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cells—pemfc)
该电池的电解质为离子交换膜，薄膜的表面涂有可以加速反应的催化剂（如白金），其两侧分别供应氢气及氧气。由于pem燃料电池的唯一液体是水，因此腐蚀问题很小，且操作温度介于80℃～100℃之间，安全上的顾虑较低；其缺点是，作为催化剂的白金价格昂贵。pemfc是轻型汽车和家庭应用的理想电力能源，它可以替代充电电池。22碱性燃料电池(alkalinefuelcells—afc)
碱性燃料电池的设计与质子交换膜燃料电池的设计基本相似，但其电解质为稳定的氢氧化钾基质。操作时所需温度并不高，转换效率好，可使用的催化剂种类多且价格便宜，例如银、镍等。但是，在最近各国燃料电池开发中，却无法成为主要开发对象，其原因在于电解质必须是液态，燃料也必须是高纯度的氢才可以。目前，这种电池对于商业化应用来说过于昂贵，其主要为空间研究服务，包括为航天飞机提供动力和饮用水。
2.3 磷酸型燃料电池(phosphoric acid fuel cells—pafc)
因其使用的电解质为100％浓度的磷酸而得名。操作温度大约在150℃～220℃之间，因温度高所以废热可回收再利用。其催化剂为白金，因此，同样面临白金价格昂贵的问题。到目前为止，该燃料电池大都使用在大型发电机组上，而且已商业化生产，但是，成本偏高是其未能迅速普及的主要原因。
2.4 熔融碳酸盐燃料电池((molten carbonate fuelcells—mcfc)
其电解质为碳酸锂或碳酸钾等碱性碳酸盐。在电极方面，无论是燃料电极还是空气电极，都使用具有透气性的多孔质镍。操作温度约为600℃～700℃，因温度相当高，致使在常温下呈现白色固体状的碳酸盐熔解为透明液体。此型燃料电池，不需要贵金属当催化剂。因为操作温度高，废热可回收再利用，其发电效率高达75％～80％，适用于中央集中型发电厂，目前在日本和意大利已有应用。
2.5 固态氧化物燃料电池(solid oxide fuel cells—sofc)
其电解质为氧化锆，因含有少量的氧化钙与氧化钇，稳定度较高，不需要催化剂。一般而言，此种燃料电池操作温度约为1000℃，废热可回收再利用。固态氧化物燃料电池对目前所有燃料电池都有的硫污染具有最大的耐受性。由于使用固态的电解质，这种电池比熔融碳酸盐燃料电池更稳定。其效率约为60％左右，可供工业界用来发电和取暖，同时也具有为车辆提供备用动力的潜力。缺点是构建该型电池的耐高温材料价格昂贵。
2.6 直接甲醇燃料电池（direct methanol fuelcells—dmfc）
直接甲醇燃料电池是质子交换膜燃料电池的一种变种，它直接使用甲醇在阳极转换成二氧化碳和氢，然后如同标准的质子交换膜燃料电池一样，氢再与氧反应。这种电池的工作温度为120℃，比标准的质子交换膜燃料电池略高，其效率大约在40％左右。其使用的技术仍处于研发阶段，但已成功地显示出可以用作移动电话和笔记本电脑的电源。其缺点是当甲醇低温转换为氢和二氧化碳时要比常规的质子交换膜燃料电池需要更多的白金催化剂。
2.7 再生型燃料电池（regenerative fuelcells—rfc）
再生型燃料电池的概念相对较新，但全球已有许多研究小组正在从事这方面的工作。这种电池构建了一个封闭的系统，不需要外部生成氢，而是将燃料电池中生成的水送回到以太阳能为动力的电解池中分解成氢和氧，然后将其送回到燃料电池。目前，这种电池的商业化开发仍有许多问题尚待解决，例如成本，太阳能利用的稳定性等。美国航空航天局（nasa）正在致力于这种电池的研究。
2.8 锌空燃料电池(zinc－air fuel cells—zafc)
利用锌和空气在电解质中的反应产生电。锌空燃料电池的最大好处是能量高。与其他燃料电池相比，同样的重量，锌空电池可以运行更长的时间。另外，地球上丰富的锌资源使锌空电池的原材料很便宜。它可用于电动汽车、消费电子和军事领域，前景广阔。目前metallicpower和powerzinc公司正在致力于锌空燃料电池的研究和商业化。
2.9 质子陶瓷燃料电池(protonic ceramic fuelcells—pcfc)
这种新型燃料电池的机理是：在高温下陶瓷电解材料具有很高的质子导电率。protonetics internationalinc.正在致力于这种电池的研究。
3 燃料电池的研发和应用现状
燃料电池技术在全球的开发极为活跃。全世界约有20多个国家的上千家公司和机构投入巨额资金从事燃料电池的研究和商业化工作。目前，已有2500多个燃料电池系统安装在世界各地，为医院、托儿所、宾馆、办公楼、学校、机场和电厂等提供基本的和备用的电力供应。
美国是研究燃料电池最早的国家，处于该领域的领先地位。早在上世纪60年代初，nasa为解决航天飞机中普通电池过重的问题而开始研究新的动力装置。之后的几十年中，能源部（doe）、电力研究所（epri）和气体研究协会（gri）等部门都投入了大量的人力和财力进行研发。目前，碱性电池长期被nasa采用；磷酸型电池技术也相当成熟，已有广泛的商业化应用。2mw的熔融碳酸盐电池已投入运行，西屋（westinghouse）公司100kw固体氧化物电池也已在荷兰安装。
日本在30多年前就开始燃料电池的研究，近年来成果尤为显着。开发重点集中在磷酸型、熔融碳酸盐型、固体氧化物型3大类。容量达11mw的磷酸盐发电装置也已在东京电力公司投运，效率达43.6％，熔融碳酸盐型已经运转的有2mw级装置。另外还建立了许多宾馆、医院用的100kw级的磷酸型现场发电电池系统。
欧洲各国燃料电池开发较美国、日本为晚。早年主要兴趣在碱性电池，随着燃料电池技术的发展，其优越特性逐渐为人们所认识，欧洲各国也加快了燃料电池技术的引进开发。荷兰、意大利、德国、西班牙等国分别完成10kw、100kw、280kw级碳酸盐型电池的开发，德国和瑞士分别进行了7kw和10kw级固体氧化物电池的开发；意大利于1991年投运了美国造的1mw级磷酸型电池装置。
由于石油短缺和汽车尾气污染等环境问题日益严重，目前燃料电池研发生产的一个重要方向是能够给汽车提供动力。几乎所有大的汽车制造商都在研发使用燃料电池的电动汽车，并已有示范车型。目前，丰田和本田公司已经在日本和美国开展电动汽车的租车业务。现在已有一些使用充电电池的电动汽车，但使用燃料电池的电动汽车市场仍处于培育阶段。专家们预测到2010年前后才能实现商业化。应用于便携式设备（手机、笔记本电脑、掌上电脑等）的微型燃料电池的研发竞争也在激烈地进行。
我国燃料电池的研制开发起步并不晚，然而发展缓慢。上世纪70年代，为配合航天事业的发展我们在碱性燃料电池领域取得了一些进步，但到上世纪80年代由于资金原因研发放慢了，直至上世纪90年代末才又开始新一轮的研发及商业化尝试。
在国内燃料电池研发工作中具有代表性的大连研究所，已经从事燃料电池的研究近50年，早年曾成功研制了500w的碱性型燃料电池，近年来致力于质子膜、熔融碳酸盐和固体氧化物型电池的研究。该所在2001年至2003年间，将30kw的质子膜电池组用在小型汽车和大型公共汽车上示范成功，并成立了新源动力公司，开始了产品的商业化进程。2003年春，该所与清华大学合作将75kw的质子膜电堆应用在公共汽车上。在直接甲醇燃料电池方面，大连化物所、韩国三星公司、南孚电池公司建立了合作实验室。目前，中国科技大学无机膜研究所已成功研制了新型中温固体氧化物燃料电池。6种燃料电池的应用及技术状态见表1。
表16 种燃料电池的应用及技术状态
电池种类
可用燃料
应用
技术状态
质子膜
氢气、重整气
电动车、潜艇电源
研发、改进、已有商业化产品
磷酸盐
重整气
现场集成能量系统
已有商业化产品
熔融碳酸盐
净化煤气、天然气、重整气
电站、区域性供电
在日本和意大利有示范电站
固体氧化膜
净化煤气、天然气
电站、联合循环发电
示范、测试
碱性
纯氢气
航天、空间站
在航空航天领域长期应用
直接甲醇
甲醇、乙醇
移动电源
研发
4 结语
由于燃料电池的成本居高不下，目前仍处于研发和示范应用阶段，但它在能源贮备、供应方面的安全、可靠、高效率、无污染等特性和广阔的应用前景，使得全世界都在这个领域进行着研发竞赛。
电池回收前景范文4
关键词：可回收；地面太阳能光伏电站；支架组件；施工技术
随着能源问题和环境污染问题的日渐突出，可再生清洁能源的开发也引起了人们的重视。而利用太阳能光伏发电，则能将太阳能转化为电能，进而有效实现对可再生清洁能源的开发和利用。但就目前来看，在地面太阳能光伏电站建设施工过程中，支架组件施工容易给环境带来伤害，并且存在施工效率低、耐久性差和质量控制难等问题。因此，还应加强可回收式支架组件的研究，从而更好的推动光伏电站的建设发展。
1 可回收式地面太阳能光伏电站支架组件的结构分析
在地面太阳能光伏电站设计建设的过程中，通常需要采用混凝土灌注桩、混凝土预制方桩等基础形式进行支架组件的安装。相比较而言，对生态破坏最小的为长螺旋钢管地锚桩施工，所以在进行可回收支架组件设计时可以采用该种桩型结构。从支架组件组成上来看，需要利用法兰连接地锚桩和支架钢管柱，并采用可调式连接方法进行支架梁和主要受力柱的连接，同时采用螺栓顶丝连接和固定节点管与支架柱。在前后斜撑节点处，则要在节点管上下侧完成节点管的设置，从而使桩顶标高偏差通过上下调节得到消除[1]。分析该种结构的受力状态可以发现，则风载荷和支架荷载的共同作用下，节点管上会产生偏心力矩，从而导致支架柱与节点管发生中心线偏转，进而通过增强支架柱与节点管间摩擦力有效预防节点管出现下坠问题。所以采用该种结构，能够使过去光伏电站支架组件施工遭遇的桩垂直度与水平度偏差控制难的问题得到解决，在实际进行上部支架安装时无需进行水平板和连接柱的多次调整，因此能够为支架安装找平工作的开展提供便利。
2 可回收式地面太阳能光伏电站支架组件的施工技术
2.1 组件防腐处理
在过去进行光伏电站支架组件安装时，通常需要采用涂抹覆盖防腐技术进行组件的防腐处理，以确保支架结构安全。但采用该种技术需定期完成支架的维护，所以将导致电站的运行维护成本增加。针对这种情况，可以采用环氧粉末覆盖防腐技术进行上部支架的处理，即在钢管地锚桩出厂前利用环氧粉末完成结构的渗锌处理，从而使结构安全得到保证[2]。在桩身周围，则要完成牺牲阳极体的固定，从而实现对桩身的电化学防腐保护。而采用的牺牲阳极应该为半套环装，并根据钢桩外径确定环的内径。在实际进行该种环装的使用时，应在钢桩头上将两个半套环相扣，并在阳极体周围进行钢带加强筋的安装。
2.2 地锚桩的施工
太阳能光伏电站需完成较多电池板的安装，进行地锚桩施工则能使过去施工存在的占地面积大和电站拆迁处理麻烦等问题得到解决，从而使电站建设给生态环境带来的破坏得到减少。在实际进行地锚桩施工时，还要完成旋转桩架的改造，即利用履带式挖掘机进行桩架改造，并为桩架配备自动找直系统，进而实现桩架的准确定位。在此基础上，则要利用水平尺进行测量，并利用液压撑杆完成桩架角度的调整，进而使桩身的垂直度要求得到满足。而考虑到地锚桩的抗拔能力取决于螺旋叶片距地高度，所以还要加强桩顶标高控制，确保其与地面标高相接近。根据节点管的位置，则能完成上部支架的标高调节，进而使同组光伏阵列保持水平关系。完成桩的放线定位后，还要利用水将桩位的土壤浸湿，从而为地锚桩后续施工提供便利。在桩的四周，需完成抗倾覆翼板的安装，以减少风振给设备带来的损害，并使支架的抗L能力得到提高。
2.3 牺牲阳极的安装
在安装牺牲阳极时，还要遵循均匀分布的原则，为每20根桩配置一组牺牲阳极，从而发挥结合电连效应。由于桩基上部为钢支架，所以可以利用电线进行支架断开处的连接，从而完成整体回路的构建。由于钢桩拥有良好的导电性，所以还要采用非焊接的方式进行阳极安装，从而为防腐层提供保护。具体来讲，就是将两个半圆形牺牲阳极采用对扣的方式紧裹在桩身上，然后利用不锈钢螺丝进行外伸铁芯的紧固。为确定安装效果，还要在各保护系统中进行长效硫酸铜参比电极的埋设，以实现保护点位的测量[3]。在日常维护时，则可以根据测量结果进行支架维护。此外，利用参比电极也可以作为信号源，从而为电位自动控制提供支持。在实际埋设参比电极前，还要利用淡水或蒸馏水进行电极浸泡，时间至少12小时，以确保硫酸铜能够达到吸水饱和状态。在安装电极时，则要与地锚桩一同旋转进入地下，并在节点管的位置固定导线。在对桩的参比信号进行测试时，该导线则为信号端。完成支架组件安装后，还要每隔半年进行一次保护电位的测定，测试桩则为桩身都是钢的螺旋桩基。
2.4 钢支架及组件安装
在安装钢支架及组件时，还要提前做好螺栓的清点和分类，在桩行间进行按照不同类型进行构件的有序摆放。而在这些构件中，节点桩可用于确定标高，所以还要先进行单行周末桩的节点管标高的测定，并利用顶丝进行节点管的固定，然后进行尼龙线的拉设，从而利用该基准线进行中间桩的标高控制。完成节点管的安装，还要进行拉杆和斜梁的安装。在安装过程中，还应按照先首末后中间的顺序进行安装，并确定斜梁上电池组件的安装角度。为使电池板的抗风能力得到增强，还要在组件边缘完成双碟形或单蝶形扣件的使用，从而利用扣件将电池板紧固在檩条上缘。在桩顶与檩条之间，则要进行抗风缓冲片的安装，以减轻风对支架的影响[4]。考虑到檩条容易受桩间距的影响，所以还要利用其上的螺栓孔实现间距偏差的调整，确保桩身偏差能够得到适度补偿。在抗风翼板安装时，则要先进行上部螺栓的佩戴，然后将板锤入地下，最后进行螺栓紧固。在安装电池组件时，还应两人同时进行安装，并且分别负责调整电池板位置和紧固螺栓。在紧固螺栓过程中，还应分两次进行紧固，第一次应紧固70%，确保电池板不会掉落，然后进行电池板间距及位置的调整。第二次要紧固100%，并确认电池板不会出现晃动或松脱等问题。最后，需在电池板边缘完成防风扣件的安装。
3 结论
通过分析可以发现，采用可回收式光伏电站支架组件进行太阳能光伏电站的建设，不仅能够减少工程建设对环境的破坏，还能有效提高支架组件抗风能力和施工效率，进而使支架组件的安装质量得到保证。因此，相信随着相关技术及标准的不断完善，该种施工技术也能在光伏电站建设中获得良好的应用前景。
参考文献：
[1]钟天宇，刘庆超，杨明. 并网光伏电站光伏组件支架最佳倾角设计研究[J]. 发电与空调，2013，01：5-7.
[2]许建军. 格尔木200MWp并网光伏电站组件支架基础的选择[J]. 陕西水利，2013，02：142-143.
[3]孟涛. 独立基础在共和光伏电站支架基础施工中的应用[J]. 科技信息，2012，33：822.
电池回收前景范文5
关键词：超级电容器 蓄电池 控制策略 冲击
1 概述
中国已成为全球最大的电动自行车生产国、消费国和出口国[1]。电动自行车作为一种节能环保、出行便捷的中短距离交通工具，深受广大消费者欢迎，同时，电动自行车将向着多功能型及节能型的方向发展。当前，电动自行车存在的问题主要集中在：蓄电池的使用寿命和频繁的更换上，蓄电池存充电时间长、充放电次数有限以及还有接触不良等等问题，所以，蓄电池是影响电动自行车性能质量的关键部件，也是制约着电动自行车发展的关键问题。近年来，许多科技发达的国家都致力于研发新型的电动自行车电池[2-3]，包括高功率镉镍、锌镍、氢镍、锂聚合物以及燃料电池等等。氢镍电池在日本、欧美等国应用较为广泛；锂离子/锂聚合物等电池也在推广使用。我国也有许多科研院所也在积极研发电动自行车用的新型电池，但目前95%左右的电动自行车仍采用传统的铅酸蓄电池。然而，由于铅酸蓄电池的寿命比较短，在一年左右就需要更换；而且，当电动自行车处于启动、加速、爬坡、逆风和载重运行时，电池在短时间内要提供几十安培的电流驱动电机，铅酸蓄电池难以达到良好的效果，而且如此大的电流会对电池造成冲击性伤害，严重的影响电池续航里程和使用寿命。超级电容具有其它电池无可比拟的优点，且已成功的应用于诸多领域，如作为电子产品的后备电源、不间断电源以及电动工具的电源等。超级电容在新能源、电动汽车和军事三个领域的应用尤为广泛和突出，超级电容器的出现带来了电池的革命。本文将超级电容器与蓄电池相结合，应用于电动自行车驱动中，合理的设计了双电源的连接方式，并且根据电动自行车电机驱动的特点，给出了控制策略，该控制策略能有效地改善电动自行车的性能，延长蓄电池的使用寿命，具有极大的市场前景。
2 超级电容
超级电容又称为电化学电容器，是介于电池和电容器之间的一种储能器件，既具有电容器快速充放电的特点，又具有电化学电池的储能机理。
超级电容主要有如下特点：
①电容量大。单体超级电容器的电容量比同体积的电解电容器大2000～10000倍，可达数千法或数万法拉。
②功率密度高。超级电容能提供瞬时大电流，在短时间内电流就可以达到几百至几千安培，功率密度是蓄电池的近百倍，可达1000W/kg。
③充电速度快。充电几分钟就可达到额定容量的95%以上。
④能量转换效率高、充放电接受能力强。大电流充放电能量循环效率大于90%，充放电过程中能量损失小。
⑤循环使用寿命长。在正常使用条件下，循环使用次数可达十万次以上。
⑥使用温度范围宽，可靠性高。在-40～65℃的温度范围内都能正常、安全、可靠工作。
3 超级电容与蓄电池组合
将超级电容与蓄电池合理组合，构成双电源供电，布置在电动自行车上，共同承担驱动电动自行车的任务。当电动自行车正常在平坦路面行使时，由蓄电池单独供电；在启动、爬坡、加速等需要瞬时大功率阶段，超级电容器与蓄电池同时向电机供电。当电动自行车制动时，电机对外发电，超级电容储存能量，实现能量回收利用。
由于超级电容器具有比功率大，充电速度快，使用寿命长等优点。将超级电容器与蓄电池相结合，能够取长补短，能有效地改善现有的电池性能、延长其使用寿命。但是超级电容也具有能量密度低，串联内阻大的缺点，若将串联超级电容组与蓄电池组直接并联，由于过大的内阻将使超级电容组输出的电流过小，这样将不能起到分流保护蓄电池的作用。因此，本文设计了一个双向的DC/DC变换器，超级电容可通过DC/DC变换器再与蓄电池相并联，输出功率可随意调整。为此，在运行时必须构建一定的控制策略，能够在电机电流需求过大时及时启动或扩大超级电容的输出电流，限制蓄电池输出过载电流，以保护蓄电池。
控制策略根据电动自行车的运行工况确定，工况可分为平地行驶，启动、加速、爬坡、过载、刹车等几种。
3.1 启动、加速、爬坡和过载状态
在这种状态下电机有瞬时大功率的需求，应由超级电容和蓄电池共同输出功率以驱动电机，鉴于超级电容具有短时大电流放电的特性，相比蓄电池，超级电容能够更好地满足这一要求，此时，可以由超级电容承担大部分的负荷。因此，在这一阶段超级电容需作为主能量源，承担峰值功率，而蓄电池只作为辅助能量源；当峰值功率过后，超级电容退出，负荷由蓄电池承担。
3.2 平地匀速行驶状态
当电动自行车在平地匀速行驶的状态下运行时，功率需求不高，此时，蓄电池输出功率完全可以满足电机动力性的要求。在此工况下，电机驱动的能量完全由蓄电池单独提供，超级电容不需释放功率。
3.3 刹车状态
当电动自行车处于刹车状态时，此时电机处于发电状态，将一部分动能转化为电能，该电能可以经双向DC/DC变换器逆变送回超级电容。在此状态下蓄电池与电机之间的回路被切断，蓄电池不吸收回馈电能，这样能避免再生电流对蓄电池造成冲击伤害。
将超级电容作为再生制动回馈能量的储能容器，正是利用了超级电容能够吸收瞬时大电流的特性，也可有效提高能量的回收率。
双电源驱动电动自行车的能量管理目标是： 采用合理的控制策略，实现两种储能容器的优势互补，在确保电动自行车的动力性要求的同时，让蓄电池时刻工作于低电流放电的最佳工作状态；其次，更好的利用了超级电容的特点，将再生发电制动方式产生的电能回馈到超级电容器，既提高了能量的回收率又对蓄电池起到了保护作用，免受冲击，延长其使用寿命。
电动自行车工作状态的判别，可根据检测电机的驱动功率来进行。当驱动功率为正值，并大于蓄电池额定功率，且P/t>0时，可以判断为电动自行车处于启动、爬坡或过载状态，此时，应降低蓄电池控制电路PWM的占空比，用以降低蓄电池的出力；同时应增加超级电容控制电路PWM的占空比，用以增加超级电容的出力；当功率为正，且小于蓄电池额定功率时，可以判断为电动车处于平地行驶工作状态；当功率为负，且P/t
4 控制电路的设计
本文以TMS320F28335为核心控制器，设计了电动自行车双电源控制电路系统，以实现控制策略。在该方案中，超级电容和蓄电池的电压不相等，蓄电池的电压为48V，超级电容的电压为36V，并通过双向DC/DC逆变器再与蓄电池并联。硬件电路示意图如图1所示：图中功率检测电路负责检测双电源输出侧功率Pc、Pb以及电机的驱动功率P。当处于启动、爬坡和过载状态时，DSP对双向DC/DC变换器输出升压PWM波形，变换器工作在升压模式，超级电容将储存的能量释放出来，于此同时，DSP对蓄电池控制电路的PWM占空比进行控制，以保证蓄电池的输出功率在额定功率之内。当电机处于减速或刹车状态时，DSP对双向DC/DC变换器输出降压PWM波形，同时切断蓄电池的供电回路，双向DC/DC变换器工作在降压模式，将再生制动的能量回馈至超级电容器储存。
图1 硬件结构示意图
功率检测可采用MAX4211芯片，芯片成本低、功耗低，可形成一个高端直流功率/直流电流测量系统，系统利用精密电流检测放大器来检测电流，再利用片内乘法器计算出功率，该系统的连接对被测系统的接地通路不构成影响，特别适合于检测电池供电系统的功率及电流。测量误差低于1.5%，测量范围4-28V，电源电压范围2.7-5.5V，工作电流670微安。
控制策略流程图如图2所示：
图2 双电源控制策略流程图
本设计方案经过了MATLAM的仿真，并在实验室制作了控制器应用于电动自行车控制试验，超级电容选用北京集星公司的产品，额定电压为12V，电容容值1.2F，三组电容串联36V，蓄电池采用4个12V串联48V，试验用自行车为绿源自行车，试验证明了控制策略的有效性。在本设计方案中，超级电容通过双向DC/DC与蓄电池并联，超级电容的端电压没有与蓄电池电压相等的限制，所以工作电压范围更广，超级电容能释放出更多的能量。
5 结论
本文提出了一种超级电容器与蓄电池组合构成双电源供电系统，应用于电动自行车供电，超级电容通过双向DC/DC变换器与蓄电池并联，可以使超级电容能释放出更多的电能；讨论了电动自行车的运行工况，确定了超级电容器与蓄电池的控制策略，使蓄电池在任何情况下都工作于额定功率以下的最佳工作状态，有效的保证了蓄电池免受冲击，能有效的延长了蓄电池的使用寿命。通过试验证明了该设计的可行性和有效性，随着超级电容的不断开发和价格的下降，组合电源运用于电动自行车将具有较好的发展前景。
参考文献：
[1]胡毅，陈轩恕，杜砚.超级电容器的应用与发展[J].电力设备，2008.9（1）.
[2]陈英放，李媛媛，邓梅根.超级电容器的原理及应用[J].电子元件与材料，2008.27（4）.
[3]薛龙均，于洪涛.超级电容器及其在电动自行车中的应用[J]. 中国自行车，2010，8：52-54.
[4]陈立超，张昕，张欣.超级电容式混合动力电动汽车控制策略的研究[J].北京汽车，2011，2：9-14.
电池回收前景范文6
国内最大的白银生产企业
白银是公司第二大收入来源，2010年收入占比高达25.28%，仅次于电解铅业务，是最大的利润贡献者，2010年毛利贡献比例高达20.27%左右。
白银产出主要来自铅精矿的分离，白银计价成本主要以铅精矿的含银量来折算，销售则按照市场价格，因而公司的白银业务可以说属于加工模式，盈利以提炼加工的差价为主，毛利率相对原矿提炼而言较低，2010年为4.93%。
白银价格上涨前景依然较为乐观，2010年白银价格大幅上涨，由去年年初的4045元/千克大幅上涨至目前的7200元/千克左右。从中期看，我们认为在通胀预期强烈以及美国二次量化宽松货币政策背景下，黄金白银价格仍可谨慎看好。公司作为国内最大的白银生产企业，受益于白银价格的上涨。从投资需求来看，由于银的价值比黄金低，投资门槛较低，可以吸引更多人参与。从目前看，黄金价格大约为银的40倍，远高于历史上两者比值，白银的上涨空间更大，更受投资者青睐。另外，白银的工业需求还在不断扩大，也增加了白银在需求推动下进一步上涨的可能，故也更加吸引投资者的兴趣。
亚洲最大的电解铅生产企业
传统铅冶炼面临瓶颈，再生铅盈利回升可期。铅70%以上应用在汽车铅酸电池和电动自行车上。由于铅元素对人体危害较大，欧盟地区已经在2005年开始推行“无铅化”运动，禁止进口含铅类电子产品，因而铅主要应用在我国和发展中国家。
公司以铅精矿为原料的电解铅产能约为30万吨，由于受铅精矿价格的大幅上涨以及加工费低廉，公司铅业务长期处于微利或者亏损边缘，业绩贡献主要以副产品为主（黄金、硫酸、氧化铜等）。
公司走循环经济道路
循环经济是大势所趋，随着“资源节约型”与“环境友好型”社会建设的展开，以及循环、低碳经济趋势的发展，再生资源循环利用行业将能获得政策和财税方面的持续扶持，公司是显著的受益者。而且，随着回收业务的铺开，以及再生铅提炼技术的成熟，公司将逐渐摆脱受制于原矿成本上涨的瓶颈，铅业务盈利回升可期。
发展再生铅和废旧蓄电池回收将成为公司未来的主要经营重心。公司转变经营方式，近年来加大了对再生铅的投入和废旧蓄电池回收业务，走循环经济道路。2005年底10万吨再生铅生产线投产，并具备18万吨/年废旧蓄电池回收能力；8万吨/年熔池熔炼直接炼铅环保冶炼工程也在2010年下半年实现投产，原料可混合铅精矿和废蓄电池。
公司铅精矿全部外购，为了提高原料的自给率，公司大力发展再生资源项目。证监会已正式批准公司拟向全体股东每10股配售不超过3股，募集资金拟用于：公司二期废旧蓄电池综合利用工程项目，投资总额23911万元；偿还公司8万吨/年熔池熔炼直接炼铅环保治理工程项目的建设贷款28000万元。其中，公司一期10万吨废旧蓄电池项目已经完工，二期工程已完成40%也于2010年年底竣工。为配合公司原料来源，公司拟与永丰县祥盛有色金属有限公司共同出资设立公司（公司拟以现金出资4800万元人民币，占注册资本的60％），合资开发18万吨/年废旧蓄电池综合回收利用工程项目。该项目的主要原料为废旧蓄电池，投资标的公司成立后，可充分利用地域优势，对本地及周边湖南、湖北、浙江、福建、广东等的废旧电池进行回收，建立回收渠道。另外，公司8万吨熔池熔炼直接铅冶炼环保治理工程目前进度为95%，预计将逐步投产。
投资国外公司进军上游资源领域
为进军上游资源，公司2010年8月31日，公司全资子公司豫光（澳大利亚）有限责任公司与澳大利亚KBL签署了《认股协议》及《SORBYHILLS合营协议》。协议约定：豫光澳大利亚以每股0.25澳元的发行价格认购KBL 2072万的股份，认购后豫光澳大利亚将持有KBL已发行股份的15%；同时，豫光澳大利亚与KBL将联合组建一家合营企业，共同对SORBYHILLS矿区项目进行勘探和开发。豫光澳大利亚将投入500万元澳元用于完成SORBYHILLS项目的可行性研究，并因此获得SORBYHILLS项目25%的参与权益。KBL拥有的主要矿山包括：西澳大利亚州Kununura地区SorbyHill铅银锌矿采矿权和勘探权，新南威尔士州的Mineralhills金属矿勘探权和采矿权，以及昆士兰州CconstanceRange的铁矿项目30%的权益。同时双方约定，所开采的矿产将优先供应公司。
有色金属价格有望继续走强
黄金价格21 日大涨1.22%，突破1400 整数关口。白银价格在工业需求增加和利比亚动荡局势双重影响下，创近30 年新高。
利比亚危机或将开启黄金、白银新一轮上涨。从中长期来看，金价与油价波动趋势基本一致，2002 年以来二者相关性达到0.75，相关程度非常高。利比亚是非洲第三大产油国，主要供应欧洲地区，目前的利比亚危机预计影响了利比亚6％的原油出口量，直接导致国际油价和金价大幅上涨，这或将成为黄金、白银等贵金属开启新一轮上涨行情的导火索。
美国经济复苏强劲，基本金属价格将维持高位。近期美国数据较好，经济增长的恢复关键取决于消费和就业的增长，目前消费市场的超预期上升和就业市场的温和改善意味着美国经济的复苏好于预期。预计随着美国经济好转的加速，金、银、铜、铝等基本金属的消费规模将持续，基本金属的价格在经济复苏的背景下将持续高位。
