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尼吉康引领新能源汽车及家庭能源解决方案蓄电新时代

2018-11-01 11:28 来源:电源网 编辑:电源网

电源网讯 2018年10月16日-19日,CEATEC JAPAN 2018(日本电子高新科技博览会)在日本千叶县幕张会展中心惊艳开幕。本届展会以“连接社会,共创未来”为主题,瞄准产业的发展趋势和信息技术运用的前沿,向全社会展示“超智慧社会”社会5.0的景象。

专精于电子元件电容器和电路产品创新的尼吉康(nichicon),在本届展会上为我们带来以满足社会需求为目标的产品及解决方案——家用电动车蓄电充电系统及多款电容器新品,充分地展示尼吉康在“蓄电新时代”下的业界最高水平及在全球电容市场的领先地位。尼吉康协助普及电动汽车等环保车,更多的是对于未来趋势的探索与追寻,同时也让人们看到其致力于环境保护方面的决心。

尼吉康引领新能源汽车及家庭能源解决方案蓄电新时代

图1 Nichicon CEATEC Japan 2018 现场展位

首创家用电动车蓄电充电系统(三合一混合蓄电系统)

全面普及电动车有助于解决全球变暖的问题,但如何为电动车提供足够多的电力正成为企业面临的棘手问题,应运而生的尼吉康三合一混合蓄电系统能够实现大容量蓄电,通过太阳能充电装置为电动车充电,使让能源自给自足,从而为社会低碳和节能做贡献。

尼吉康引领新能源汽车及家庭能源解决方案蓄电新时代

图2  Nichicon 三合一混合蓄电系统

2017年,尼吉康“三合一混合蓄电系统”荣获CEATEC展会的“社区及创新部门”银奖,并计划2018年致力于家庭蓄电系统的应用。

此次尼吉康带来的新一代蓄电系统就是2018年新发售的“三合一混合蓄电系统”。系统由太阳能电池、EV/PHV电池、蓄电池三个部分组成,是一个在各个场景皆可有效利用的综合蓄电系统。通过太阳能发电与蓄电池之间的联动,深夜蓄能,白天使用充电桩给EV充电,多余的电力也可以储存作为备用电力,通过电力转换器为家里的家电提供电力支持。当遇到意外停电时,EV和蓄电池的备用电力也可以为家庭蓄电。据悉此款产品目前暂未面向中国市场销售,整体售价大约300万日元。

尼吉康引领新能源汽车及家庭能源解决方案蓄电新时代

图3  Ninchicon 三合一混合蓄电系统方案图

能效转换方面:太阳能电池、EV电池与蓄电池三个电池之间DC-LINK的高效连接,能够最大限度地减少能效转换损失,实现两个蓄电池之间的电力转移(ELEMOVE),最高能效达到90%以上。

安装空间小:太阳能电池、蓄电池及V2H(Vehicle to Home)系统的三个电源调节器集约到一起,可节省安装空间。

操作简单:用一个遥控器综合管理各种运行模式,即使没有HEMS(家庭能源管理系统)也能监视和支持PV输出控制。

延展性:根据用户生活环境的变化,提供太阳能电池、蓄电池及追加连接V2H 充电桩等升级系统。

汽车变身生活电源-系统互连式 V2H(Vehicle to Home)系统

自2012年发售V2H系统“EV Power Station®”以来,已经过去了六个年头。现在引进V2H的环境完全成熟,通过CHAdeMO审定保证EV・PHV与V2H系统的互连性,通过JET认证实现高效不间断地向电力公司供应家庭电力,以及为EV・PHV上搭载的蓄电池供应电力。与此同时,还可实现针对EV・PHV的两倍速充电(小于6kW)。此次展会上尼吉康为我们带来了支持CHAdeMO(V2H)・系统互连的两种(型号:VCG-663CN3・VCG-666CN7) V2H系统,为家庭应急用电提供便捷而实用的服务。此次开发的两种机型中,高级机型VCG-666CN7不仅具备支持ECHONET Lite的通讯功能,还能应对今后商业化电力交易的需求。尤其是通过连接EV・PHV 和本机,可实现企业和工厂的WPC※1 (Work Place Charging 工作场所充电)・VPP※2 (Virtual Power Plant 虚拟电厂)等企业充电需求。

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图4 V2H系统方案图


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图5 V2H(Vehicle to Home)系统

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表1  VCG-663CN3・VCG-666CN7相关参数对比

V2H系统的优势体现在方方面面:利用太阳能发电向电动汽车充电,既环保又节能;通过与电力的互连,可同时使用电动汽车、电力公司、太阳能发电设备的电力,也可利用电动汽车上储备的电力为家庭提供应急用电,节约用电成本;充电快速,只需要200V充电设备一半的时间就可以完成充电;操作简单,通过手机app就可以设定充放电时间及远程操作。

在连接系统(网络)方面,尼吉康同时开发V2G(Vehicle to Grid:车辆到电网)系统VCG-660CG3,符合英国标准G59认证,实现V2G。同时也符合CE标准,并且有望进军欧盟市场。目前尼吉康在英国已经开展Electric Nation的验证实验,本机将在英国云充电公司开展验证实验。

最适用于IoT和穿戴式设备的小型锂离子二次电池

在本届CEATEC展会上,尼吉康携同时拥有高功率密度和能量密度的小型锂离子二次电池亮相,据悉该电池是采用东芝SCiB™技术开发而出的。

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图6 小型锂离子二次电池开发背景

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图7 小型锂离子二次电池

正常电气双层电容器(EDLC)的瞬间输入输出较大,但是能量密度较低。而普通锂离子二次电池能量密度较高,但不能瞬间大输入大输出实现急速充放电,正是基于这种背景下尼吉康开发出了同时具有高功率密度和能量密度的新产品“小型锂离子二次电池”。该电池采用LTO(钛酸锂)作为负极,可瞬间输入输出的电流是正常电流的20倍,普通锂离子电池需要一小时充满的电量,它只需要3分钟,非常适合IoT的充电需求。即使在低温环境下这款小型锂电子二次电池的性能依然卓越,普通锂离子电池温度达到0ºC时就不能正常充放电,而这款电池在-30ºC的条件下依然能够正常充放电。从使用寿命上来看,25,000次的充放电循环后,电池容量仍然能够维持在80%以上。最为惊艳的是这款电池在安全性上的表现,即使发生内部短路,破裂,电池着火的可能性也非常低。基于这些特性,这款小型锂离子二次电池尤其适合应用在IoT和可穿戴设备上。

与理光电子合作开发的环境传感器

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图8 尼吉康与理光电子合作开发的环境传感器

在展台上,尼吉康展示了与理光电子合作开发的一款环境传感器。在这个基板上搭载了尼吉康的小型锂离子二次电池、温度、湿度、光感等传感器,可通过蓝牙通讯传输到平板电脑上,并且利用太阳能发电来给电池充电,不需要外接电源或更换电池,具有使用寿命长的特点,即使再微小的太阳能光也能为其充电。

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图9 小型锂离子二次电池与EDLC的能量密度对比试验


在小型锂离子二次电池与EDLC的能量密度对比试验中,小型锂离子二次电池的尺寸虽然比EDLC的尺寸小的多,但却能达到相同的放电时间,说明小型锂离子二次电池比EDLC拥有更高的体积能量密度。

尼吉康电容器家族新品展示

作为专精于电容器生产的国际一线企业,尼吉康此次带来的多款新品无论是在寿命上还是在温度和耐久性上都有非常不错的表现,具有行业超高水准。相较于以往的产品,此次推出产品的应用领域也更为广泛。

<< 105ºC 20,000小时的长寿命产品LGZ系列铝电解电容器

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图10 LGZ系列产品性能展示

LGZ系列铝电解电容器是2018年推出的新产品,它与以往产品的不同的是可通过内部设计的最优化,达到以往长寿命产品的4倍寿命。新推的105ºC 20,000小时长寿命产品,是目前业内最长寿命的产品,主要应用于环境和可再生能源领域。

<<行业最高容量芯片型铝电解电容器UCM系列

在尼吉康此次展会带来的“UCM系列”芯片型铝电解电容器中,新增了φ12.5~φ18mm 的新产品。尼吉康力求通过更多更优质的新产品不断扩大其产品体系。

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表2 同等尺寸下的电器特性对比

本次扩充的产品是依据尼吉康迄今为止培养的核心技术,通过采用尼吉康开发的高容量铝极箔及薄型铝解纸,使用构件的最佳组合和优化结构。相比现有的105℃“UCD系列”芯片型产品,本次扩充的产品在同等尺寸下可实现最多约1.9倍的高容量化和约2.1倍的高纹波化,保证其105℃ 5000小时的耐久性。

导电性高分子铝固体电解电容器的高耐热化技术,深度优化了导电性高分子形成方法、构件结构,可在维持现有“PCR系列”同等的静导容量、ESR等各类特性的同时,实现高耐热化。2018年,尼吉康推出导电性高分子铝固体电解电容器PCH系列,PCL系列,和导电性高分子混合铝电解电容器GYC系列的3款新产品。

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图11 PCH系列,PCL系列,GYC系列3款新产品产品性能

<< 行业最高支持135℃的“PCH系列”

PCH导电性高分子铝固体电解电容器,额定电压25V~63V,在产品特性上能够维持PCR(125℃)的静电容量、E.S.R.等特性的同时,可保证最高温度提升至135℃,是业界唯一款可保证135℃高耐温的产品,主要应用于车载及工业机器领域。

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表3 与现有产品对比参数

<< 105℃20000小时保证的超长寿命“PCL系列” 导电性高分子铝固体电解电容器

伴随着通讯互联网的高速发展,大容量通讯的增多,通讯基础设施数量有扩大的趋势,为了保证设施的寿命周期更长,尼吉康开发 “PCL系列”长寿命芯片型导电性高分子铝固体电解电容器。相比现有的“PCS系列”长寿命产品(5000小时保证),实现了4倍的长寿命化(20000小时保证),成为行业最高水准的长寿命产品,该系列产品主要应用于工业机器与信息通讯等领域。

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表4 PCL系列与PCS系列寿命对比

<< 支持135℃的“GYC系列”导电性高分子混合铝电解电容器

为了满足车载和工业设备领域要求的高温度化,尼吉康开发具有135℃保证的“GYC系列”导电性高分子混合铝电解电容器。相比“GYA系列”和“GYB系列”,“GYC系列” 针对导电性高分子进行技术改良,上限温度达到135℃,在高温环境下也可支持各类设备,其4000小时的寿命时间也创造了业内最高水准。

<<电气双层电容器JUA系列

引线型电气双层电容器,不仅被应用于智能电表的电源备份,打印机、投影机的辅助电源,还被搭载在行车记录仪上,以及碰撞感应式车门解锁系统的备份电源上,用途非常广泛。近年来行车记录仪的销量大幅增加,汽车在紧急状态下也需要更低电阻更长寿命的电源设备。为了满足这些市场需求,与现有产品相比,小于1/4的电阻,2倍耐久性的尼吉康“JUA系列”引线型电气双层电容器应运而生。并且其寿命可达2000小时,为行业树立了更高标准。

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图12 JUA系列产品性能

从结构层面上看,“JUA系列”追求低电阻化,电解液采用长期稳定的构件。要求瞬间高输出的用途产品采用了低电阻设备,其优势在于抑制放电时的电压下降,实现元器件的小型化。“JUA系列”还适用于移动游戏机和存储服务器的电源备份,可通过替换二次电池实现免维修和减轻环境负荷。

以上是尼吉康在CEATEC JAPAN 2018上为我们带来的全新电容器产品。

为满足更高精尖领域的应用需求,尼吉康(NICHICON)一直致力于研发更高品质的产品,希望在引领未来智能社会全新生活方式的同时,用技术不断为客户带来喜悦与感动。

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