所属分类：清洁能源产业

所属单位：南京航空航天大学

成果简介：太阳能是大自然赐予人类最清洁，最丰富的能源资源，目前商用的太阳能电池以晶体硅电池为主由于晶体硅消耗硅料较多，近年来人们一直致力于开发硅薄膜电池。非晶硅薄膜电池已经实现了商业化生产并有了一定的市场份额，但它仍存在不足之处，包括光致衰减效应和转换效率不高(约 6%)等。本项目在国家 863计划课题支持下，开展了以多晶硅薄膜、微晶硅薄膜和纳米晶薄膜的制备和相关材料的单结与叠层硅基太阳能电池关键技术研究。

所属分类：清洁能源产业

所属单位：南京航空航天大学

成果简介：新能源联合供电系统是将风力发电、太阳能光伏发电、燃料电池以及蓄电池等结合在一起连续向负载供电系统。 南京航空航天大学航空电源重点实验室已于2005年先后购买了300W 风力发电机、1kW 质子交换膜燃料电池和 1kW 太阳能光伏发电系统，并开展了关于风力发电、光伏发电和燃料电池发电的研究工作，本课题组已采用以上三套装置分别进行了独立系统的实验研究，已取得很多研究进展。正在进行风光氧联合供电系统的研究，目前已完成原理，正在进行实验验证。 1.燃科电池供电系统 氢能是一种清洁新能源，燃料电池是氢能应用的一个重要。根据燃料电池外特性软、动态响应慢的缺点，本项目提出了复合型燃料电池供电系统，利用能量管理控制策略控制系统中的能量流，确保系统高效可靠工作。本系统非常适用于混合动力汽车、应急备用电源等场合。 2.太阳能光伏供电系统和风力发电系统 本研究首先建立太阳能电池和风力发电机的模型，以进一步了解其特性。其次根据不同输入源的特性，设计高效率高功率密度功率变换器。采用最大功率追踪技术控制系统，使得太阳能电池和风力发电机工作在最大功率点。 3.风光氯联合发电系统 本研究将风力发电机、太阳能电池和燃料电池通过功率变换器组成了一套风光氨联合发电系统同时提出能量管理策略是通过控制变换器使风力发电机、太阳能电池和燃料电池既可以同时向负载供电也可以单独向负载供电。由于风能和太阳能是可再生能源，应该尽可能多地利用，当其不足以提供负载功率时,由燃料电池配合其向负载供电。当夜晚和无风时,太阳能电池和风力发电机不能正常工作，由燃科电池单独向负载供电。该系统可用于分布式供电也可并网发电。

所属分类：清洁能源产业

所属单位：南京航空航天大学

成果简介：一、成果简介：永磁直驱风力发电机是现代风力发电系统的重要机型，其效率高、功率密度大，但其存在气隙磁场及电压调节、故障灭磁困难的固有问题。混合励磁电机是将高效永磁电机和易于控制的电励磁同步电机有机结合形成的一种新型电机。二、创新点：1.结构简单、可靠，兼具永磁电机的高效率和电励磁电机励磁可控的优点;2.采用新型无刷结构，不需电刷和滑环。用作无刷交流发电机时，省去了励磁机及旋转整流器从而大大简化电机结构，提高了工作可靠性;3.励磁线圈中没有励磁电流时，电机处于弱磁状态，减小了磁钢退磁风险;4.电机既可以工作于发电状态也可以工作于电动状态，同样适用于宽转速范围高效驱动电机。三、知识产权及获奖课题组：对混合励磁电机的创新研究得到国家自然科学基金重点项目资助，已获2项授权国家发明专利，另有8项国家发明专利处于公开期，取得一批创新性成果。四、应用领城及市场前景：在风力发电、电动汽车、混合动力汽车驱动电机、主轴驱动电机，同服系统等系统中有良好的应用前景，具有坚实的技术储备。

所属分类：清洁能源产业

所属单位：南京航空航天大学

成果简介：一、成果简介 独立型光伏发电系统将太阳能进行功率转换，逆变为220V市电输出，供独立型用户使用。并配备铅酸免维护蓄电池组及充放电电路，存储多余的太阳能，在夜间和阴雨天供电。系统功率等级为5000 伏安。 二、创新点及主要技术指标 5KVA独立型光伏发电系统采用先进合理的系统架构和控制策略，具有安全性高、转换效率高、太阳能电池板和蓄电池管理完善等特点。系统组成中，5KVA 全桥逆变器、5KVADCDC变换器，均可作为单独的电源模块使用;蓄电池电路也可作为独离的蓄电池充电器、放电器使用。三、应用领城及市场前景 该系统主要用于无电或缺电地区的生活用电,也可用于繁华城市的公共场合的照明、及照明工程。 无人值守地点也适合太阳能发电系统，如各类微波传送站、无线发射点、水文监测点等。

所属分类：清洁能源产业

所属单位：南京航空航天大学

成果简介：非隔离型光伏并网逆变器拥有效率高、体积小、重量轻和成本低等优势。由于没有低频或高频的隔离变压器，非隔离光伏并网逆变器的一个关键的技术问题是必须要解决漏电流问题。目前，一些技术领先的公司(如SMASolar等)都申请了专利保护其高效率的非隔离光伏并网逆变器电路结构。 二、创新点及主要技术指标 本项目组通过研究获得了一种优化的非隔离光伏并网逆变器电路拓扑，兼具有低电流和高效率的优点。满电流明显小于 SMA 公司的 H5 电路，效率与其相当。已研制了 3kW 实验样机，采用 BuCk-Boost变换器实现 MPPT，该变换器采用一种新型的PWM控制策略;逆变器采用 0H5拓扑;采用可实现高电流质量和内在反孤岛的并网电流控制策略。上述三项关键技术均属首创，已申请发明专利。 实验样机主要参数和性能为:输入(光伏电池输出)200-550V、输出240V/50Hz(标称值，可以为其它频率和电压)、最大输出功率3500W。最高效率95.2%，欧洲效率93.8%。采用改进的扰动观测与增量电导相结合的MPPT方法，专利(申请中)反孤岛技术。具备CAN总线通信接口，有完善的保护功能。

所属分类：清洁能源产业

所属单位：南京航空航天大学

成果简介：城市轨道交通(地铁、轻轨等)车辆牵引供电采用直流电源系统，目前的牵引供电由变压器和整流器构成，单套供电系统功率为数兆瓦。城市轨道交通车辆起、停频繁，在车辆制动时一般优先采用再生制动方式。在现用的单向传递能量的变压整流供电条件下，车辆的再生制动能量将使得直流母线电压升高。为了避免母线电压过高，现在通常采用电阻消耗多余的制动能量，引起能源损失。我国已经将能馈式牵引供电系统作为国家科技支撑专项项目进行重点开发。

所属分类：清洁能源产业

所属单位：西安交通大学

成果简介：我国汽车工业目前面临的三大挑战:汽车大国向汽车强国转变、汽车尾气带来的大气污染、汽车保有量快速上升引起的能源危机。新能源汽车是汽车工业发展的必由之路,动力电池和电池管理技术是目前新能源汽车发展的重要瓶颈。 电池管理系统的重要在于，它可以保证锂电池的安全充放电:防止过充、过放引起的爆炸和燃烧;可以监控电池剩余电量、续航里程、电池电压、工作温度等信息;有助于延长电池组的使用寿命，降低汽车使用成本， 本项目中的锂电池组监控芯片是用锂电池供电的产品中不可或缺的芯片，能够完成电池组中单体电池的电压监控、温度监控和电量均衡等功能，

所属分类：清洁能源产业

所属单位：西安交通大学

成果简介：基于对现有固态锂电池及其关键材料的研究和了解，复合电解质具有诸多优点，是工业固体电解质的发展方向。制备方法简单:将聚合物基体和锂盐溶于有机溶剂中，得到混合溶液;向混合溶液中加入无机陶瓷快离子导体填料及增塑剂，搅拌均匀，形成浆料;将浆料通过溶液浇铸法涂覆在聚四氟乙烯模具上，形成液态薄膜;将液态薄膜真空干燥，除去有机溶剂，得到固态电解质膜。然后经过涂布、压、叠层、卷绕、组装体化固态电池电芯及电池单体。

所属分类：清洁能源产业

所属单位：西安交通大学

成果简介：锂电池具有能量密度高、工作电压高、循环寿命长、体积小等优点，是电动汽车的首选。一般在电动车上需要将数个单体电池通过串联或并联形成电池组以达到动力电源的要求。但是由于生产工艺等原因,各单体电池的容量与性能不可避免地存在一些差异电动汽车在运行(电池组放电)时，容量小性能差的电池会有过放现象，而在充电时，容量小性能差的电池又会出现过充现象。长此以往，这种差异必然会越来越大，使电池组的利用率越来越差。更为严重的是，在过充或过放的环境下，电池正负极片间的膜会被击穿而短路，产生高温、过热使电解液汽化、膨胀而使电池外壳破裂，甚至发生着火或爆炸。同时动力锂电池在温度过高或过低情况下使用，也会存在安全隐息;电池过充或者过放都会造成电池不可逆转损坏，比如容量过度衰减，寿命降低等，甚至会使电池产生冒烟、起火等危险。因此，动力电池组需要采用BMS系统实时监视电池组电压、电流及温度，均衡各单体电池的电压，使电池组中的各单体电池的容量与性能尽量的趋于一致。而目前的BMS系统可靠性能并不是很可靠，无法完全杜绝电动汽车电池箱发生着火/爆炸的隐患，纯电动汽车特别是锂电池起火,由于燃烧迅速,外部的救援手段往往缺乏时效性。因此，在电动汽车上设置灭火装置是必须的。

所属分类：清洁能源产业

所属单位：西安交通大学

成果简介：电池热管理是电动汽车关键技术之一，它影响电动汽车动力电池的安全性、续航里程、寿命和快充能力等。目前主流电动汽车电池热管理系统采用液冷技术，存在以下问题: a)热均衡性差:液冷方法仍然基于温差换热原理，热量传输为显热方式，因此无法避免电池模组内部温差问题，温差导致模组不同单电池充放电过程中的过充、过放或者充放电不足，电池过充过放会导致电池安全性问题，降低电池寿命，充放电不足会降低电池能量密度，降低电池续航里程 b)换热功率受限:电动汽车电池充电等待时间长是其行业“痛点”之一，需要发展电池快充技术，而电池充电速度受散热速率限制，否则会造成热失控风险。基于冷板的液冷换热功率受限于温差大小和流量，而可控温差与环境温度密切相关 c)热失控风险高:电池热失控是由于发生问题的电池在短时间内释放大量热，基于温差显热散热速率有限，热量大量累积引起温度急剧上升，使电池发热与温升之间产生正循环而发生爆炸、燃烧，并引起相邻的电池发生热失控， d)寄生功耗大:液冷循环阻力较大，特别是考虑到电池模组体积限制，冷板流道一般较小，当换热量大时，流速会较大，循环压损大，功耗大，降低了电池的续航里程针对上述问题，本项目提出一种喷射-吸收式相变电池直冷技术，利用喷射压缩工质实现蒸发-吸收-冷凝热力学循环，达到对电池的冷却或加热功能，其突出优点是加热或冷却过程热均衡性好、换热功率大、热安全性高、寄生功耗小等，可有效解决目前电动汽车电池热管理目前采用液冷技术存在的问题和挑战。

所属分类：清洁能源产业

所属单位：西安交通大学

成果简介：动力锂离子电池在社会生产和生活中具有广泛的应用，比如新能源汽车。发展高能量动力锂离子电池关键之一就是发展具备高储能能力的正极电极材料。高镍系镍钴锰酸锂 LiNixCoyMnz02(NCM)具有高的储能容量(>200mAh/g)、高的工作电压和理论能量密度(800Wh/kg)，能够满足单体电池能量密度的要求，是当前重点研究对象 本项目成功发展高镍系三元正极材料，包括两个类别即NCM-1和NCM-2。NCM-1展示了优异的电化学性能,在2.7-4.5V工作电压区间和0.1C倍率下放电比容量大约 210mAh/g;当倍率增加到5C时，放电比容量依然可以达到150mAh/g;在0.5C倍率下经过100次充放电循环后，其容量保持率在95%以上。NCM-2放点比容量较低，但是稳定性能更优。

所属分类：清洁能源产业

所属单位：西安交通大学

成果简介：新能源汽车的迅猛发展,为动力电池产业提供了万亿级的市场容量，到2020年底城市公交、出租车及城市配送等领域新能源车保有量达60万辆。目前使用的石墨类伏击材料容量低，无法满足高能量密度的需求。该项目通过为动力电池厂商提供高性能硅碳负极及其他负极材料，以提高纯电动汽车的续航里程2倍以上。硅负极材料具有极高的理论容量(4200mAh/g)，其容量是现有商业化的石墨负极的10多倍。但其充放电过程中产生的大体积膨胀(400%)会严重影响其循环寿命。我们团队经过数年研究，提出“清矽硅碳”使普通微米硅粉进行包覆“均匀+可控”功能层的工艺过程实现“性能+成本”的最优产业升级。美国能源部高度评价了该项研究成果(2015年仅有2项研究成果受此殊荣)