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目前我国的电力状况?
目前,我国仅有少数地区刚刚解决了电力紧张的问题,大部分地区和大城市还面临着电力供应紧张的迫切问题,供电质量更是不能得到保证。但即使是在早已实现电气化的美国和其它西方国家,电网的质量也远非可靠。由于电网本身的质量有问题与各种偶然因素的作用,电压浪涌,电磁噪声,持续电压偏高,持续低压等电网不良现象在发达国家也是常事,甚至还可能发生短时间停电。来自电网的不良\因素还有,电源电压瞬时或长时间的下陷、浪涌和中断;电源频率的漂移和不稳;电源输入波形畸变;各种尖峰干扰和噪音…等。这一切对于高精度的敏感仪器和不能中断的设备来说是非常严重的。例如:计算机在工作时停电或者是有一个比较大的电压低落,就可能造成内存上的信息被冲掉及硬盘数据丢失的后果。在医院里,电子医疗设备如果因为停电而停止工作,对病人的影响是致命的。事实上,在造成数据丢失的各种因素中,电源故障以45.3%的机率居首位,其它几种主要的因素分别是:暴风雨9.4%、火灾8.2%、硬软件故障8.2%、洪水6.7%、地震5.5%。
铅酸电池替代空间将逐渐显现
高工锂电提供的数据显示,2013年我国锂电池正极、负极、隔膜、电解液四大材料生产企业数量总共有336家,比2012年增加21家(新增30家,退出9家)。2013年新增材料企业数量不如前几年,反映出锂电材料的投资增长趋缓,投资更多的流向中下游。
需要注意的是,今年电池上游材料和设备价格都出现快速下降的趋势,一方面这有利于降低电池整体制造成本,另一方面造成低端产品泛滥,阶段性产能过剩严重,行业竞争加剧。
正极材料方面,近几年正极材料领域资本投入规模超前,大规模的投资热潮直接导致阶段性的产能过剩。高工锂电预计,到2015年,巨大的规划产能释放意味着至少够50亿部iPhone5或者300万辆纯电动车一年的使用量。随着产能释放,企业之间的恶性竞争将愈演愈烈,各种材料价格都出现大幅度下降。投资过热的后果就是造成大部分企业负债率提高,库存高企,预计价格竞争将会更加激烈。
负极材料方面,2013年天然石墨的价格下降20%左右,人造石墨价格下降15%,随着江西紫宸、江西正拓、湖州创亚等一批企业新建产能的投放,2014年的价格竞争将会更加激烈。常规石墨负极材料的倍率性能已经难以满足动力电池的功率要求,硬碳和钛酸锂等材料可能是新的发展方向。未来市场需求的不断扩大是锂电企业不断扩张的内在动力,锂电池负极材料行业新进入者较少,多以现有企业产能扩张投资为主。
2013年,大部分电解液企业的产品价格下降在30%以上。表面上看是由成本下降导致,实质是产能过剩加同质化竞争的必然结果。在众多电解液厂中,只有国泰华荣的毛利率提升10%左右,主要是他的客户主要集中在LG、三星、索尼、松下、光宇等。
可喜的是,锂电设备国产化速度正在加快。市场竞争逐步从过去的价格竞争向性能、技术竞争过渡。对于企业来说,新工艺和差异化设备定位将成为设备领域市场分化的主要趋势。预计未来几年国产设备行业将受到下游市场利好带动,保持30%左右的稳定年均复合增速,并逐步挤压进口设备的市场空间。
参会企业多认为,随着新一轮新能源汽车补贴政策出台,中国新能源汽车市场将进入活跃阶段。但是同时也面临一些风险,包括参与企业数量过多、产业投资过热、产能结构性过剩以及终端市场需求低于预期等不利问题仍然突出。
隔膜进口替代空间大
隔膜是锂电池非常重要的一种材料。我国目前进口隔膜预计在1.2亿平方米左右,所占比例已经由前几年的75%下降为50%左右。但进口隔膜价值要远远高于国产隔膜,国产隔膜市场规模约为8亿元左右,且主要集中在中低端市场。
截至目前,公布进入隔膜领域的企业多达40多家,公布的产能近8亿平方米,远远超过全球的总需求量。但目前实际在市场上有产品的企业不到20家,真正得到用户认可的不足10家。在目前已经形成产能的企业中,有三分之一以上的产能是采用干法双拉工艺,和国际接轨的能够将干法单拉和湿法隔膜做好做稳定的企业少之又少。
沧州明珠隔膜事业部总经理谷传明介绍,大量企业一拥而上导致竞争十分激烈,隔膜企业毛利率不断下滑,目前已经从过去的暴利产品变成一个普通产品。但是隔膜又是一种非常特殊的产品,锂电市场不会由于隔膜的降价而大增,几年后可能将会有超过半数的锂电隔膜企业倒闭。
能够进入国际主流锂电企业的供应链,成为衡量隔膜企业水平的最重要指标。随着中国隔膜企业水平的提高以及国际上锂电企业降低成本的要求,那些走在最前面的中国隔膜企业将会逐步进入国际主流锂电企业的供应链,机遇多于挑战。
新乡市中科科技有限公司研发中心主任荆正军认为,高端市场是国内隔膜企业的竞争点。面对高端隔膜市场份额,国产隔膜的发展空间巨大。
动力和储能市场待打开
企业多认为,动力电池市场和储能市场需求的释放未来将成为锂电池需求新的增长点。与此同时,随着锂电池材料价格持续下降带来的锂电池价格的下降,铅酸电池的替代空间也将逐渐显现。
应用市场的利好驱动,仍是未来几年锂电池产业步入快速成长期的关键因素。尽管数码类锂电池市场格局已经基本形成,但是移动电源、智能手机、平板电脑等新兴需求市场,仍在催生数码类锂电池不断出现新机会。新一轮新能源汽车补贴政策的正式出台以及国家对新能源领域的大力支持等政策的利好,也驱动动力锂电池行业未来几年市场前景日趋明朗。
天津巴莫科技股份有限公司总经理吴孟涛认为,电动汽车启动时间低于预期,但电动自行车和电动工具等小型锂电市场已经启动。需要把握动力锂电池细分领域的特点和行业推动力,目前消费电子类产品增速相对稳定,整合行业增量看点在于动力电池。
在电动汽车市场,现有的锂电池与整车制造技术已经不再是限制其发展的主要困难,技术方面的难题可以通过更好的商业模式进行规避。在市政公共交通领域,从实际运营情况来看,这些新能源汽车不仅在技术上实现了稳定可靠的运行,在商业模式上也证明其相对低廉的成本。
锂电池储能市场前景同样乐观,已经吸引越来越多的企业参与进来。高工锂电统计数据显示,今年前三季度我国储能电池市场规模为15.6亿元,同比增长46%,预计全年市场规模将达到20亿元,同比增长43%。预计到2016年储能锂电池规模将达到45亿元,比2012年增长321%。
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为什么要用易事特UPS?
有一个常见的错误概念,认为我们使用的市电,除了偶尔发生的断电事故,是连续而且恒定的,其实不然。市电系统作为公共电网,上面连接了成千上万各种各样的负载,其中一些较大的感性、容性、开关电源等负载不仅从电网中获得电能,还会反过来对电网本身造成影响,恶化电网或局部电网的供电品质,造成市电电压波形畸变或频率漂移。另外意外的自然和人为事故,如地震、雷击、输变电系统断路或短路,都会危害电力的正常供应,从而影响负载的正常工作。根据电力专家的测试,电网中经常发生并且对电脑和精密仪器产生干扰或破坏的问题。
主要有以下几种:
1、电涌(power surges):指输出电压有效值高于额定值110%,而且持续时间达一个或数个周期。电涌主要是由于在电网上连接的大型电气设备关机时,电网因突然卸载而产生的高压。
2、高压尖脉冲(high voltage spikes):指峰值达6000v,持续时间从万分之一秒至二分之一周期(10ms)的电压。这主要由于雷击、电弧放电、静态放电或大型电气设备的开关操作而产生。
3、暂态过电压(switching transients):指峰值电压高达 20000V,但持续时间界于百万分之一秒至万分之一秒的脉冲电压。其主要原因及可能造成的破坏类似于高压尖脉冲,只是在解决方法上会有区别。
4、电压下陷(power sags):指市电电压有效值介于额定值的80%至85%之间的低压状态,并且持续时间达一个到数个周期。大型设备开机,大型电动机启动,或大型电力变压器接入都可能造成这种问题。
5、电线噪声(electrical line noise):系指射频干扰(RFI)和电磁干扰(EFI)以及其它各种高频干扰。马达的运行、继电器的动作、马达控制器的工作、广播发射、微波辐射、以及电气风暴等,都会引起线噪声干扰。
6、频率偏移(frequency variation):系指市电频率的变化超过3Hz以上。这主要由应急发电机的不稳定运行,或由频率不稳定的电源供电所致。
7、市电中断(power fai1):指市电中断并且持续至少两个周期到数小时的情况。其产生原因有:线路上的断路器跳闸、市电供应中断、电网故障。
对于电脑来说,显示器及主机工作都需要正常的电力供应。尤其是内存,对电源的要求更高。它是一种依赖电能的存储设备,需要不断地刷新动作来保持存储内容。一旦断电,所保存的内容立即消失。如果非正常断电,导致内存中的信息来不及保存到硬盘等存储设备上,就会造成信息因完全丢失或变得不完整而失去价值,从而浪费大量的工作精力、时间、甚至造成巨大的经济损失。而UNIX这样的操作系统,如果不正常关机,内存中的系统信息没有回写到硬盘上,还可能造成系统崩溃,无法再次启动。此外,电脑中的硬盘,虽然应用的是磁存储介质,不会因断电而损失信息,但突然的电力故障会使正在进行读写工作的硬盘物理磁头损坏,或者系统文件在维护文件系统时,造成文件分配表错误,从而造成整个硬盘的报废。另外,现在的操作系统大都能设置虚拟内存,由于突然的断电,使系统来不及取消虚拟内存,从而造成硬盘中的“信息碎片”,不仅浪费了硬盘存储空间,还会导致机器运行缓慢。电脑电源是一种整流电源,过高的电压可能会造成整流器烧毁。而电压尖脉冲和暂态过电压以及电源杂讯等干扰都可能通过整流器进入主机板,影响机器的正常工作,甚至烧毁主机线路。总之,电力问题是计算机工作的重大威胁。但是随着计算机和网络应用的日益重要和广泛,安全可靠的电源已是网络设计和管理人员不得不认真面对的重要问题。“需要是社会发展的第一推动力”,在这种背景下,UPS(不间断电源)应运而生,并伴随电力电子技术的发展,不断推陈出新,在十数年间,不仅造就了一个崭新的产业,而且随着时间的推移更将有蓬勃的发展和灿烂的前景。
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使用窍门:易事特蓄电池放电完成后注意事项
易事特蓄电池放电完成后注意事项:
我们在使用易事特蓄电池的时候有时候放完电之后没有及时充电,导致电池出现亏电现象,下次再重新使用的时候不能正常充上电,所以我们工程师给大家的建议是蓄电池在放电后应立即充电。
一个带负载放电至低电状态的电池,在放电后72小时内必须重新充电,以避免电池损坏。UPS在闲置不用时,应断开连接的电池,否则在几天至一周的时间内会导致连接的电池过放电而损坏, 如果蓄电池在放电后很长时间没有重新充电,将会导致极板的氧化,也即是大量的晶体或固化的硫酸铅留在电池金属极板上,常用的充电方法将很难或不能重新使硫酸铅重新分解,这会导致电池过早的损坏。
所以在使用完蓄电池之后,尽量第一时间进行充电,这样也可以延长电池的使用寿命。
误区之一:“防雷器”只是防雷
在UPS实际应用中,经常会遇到这种情况:明明是晴空万里,感觉不到任何雷电的现象,UPS内置的“防雷器”却损坏了。用户说是UPS机器质量有问题,可UPS本身却仍然可以继续正常工作。
如果附近没有重型的动力设备,要想用“操作过电压”来说服用户,恐怕也不太容易。事实上,国外对此类普通低压配电线路上的各种电压浪涌情况,也有不少统计和报道。例如美国的一则统计表明:在10000小时内,在线间发生的各种电压值浪涌的次数,超出原工作电压一倍以上的浪涌电压次数达到800余次,其中超过1000V的就有300余次。
可想而知,根本不需要雷电作用,要让“防雷器”动作或损坏,是完全可能的。
误区之二:廉价“防雷器”也防雷
不少用户出于对相关规定的考虑,要求UPS在较低价格的条件下,也要配置“防雷器”,个别厂家为了“满足”用户要求,随便装个小压敏电阻也称作“有防雷”。事实上,一般小通流容量的压敏电阻只能具备一定的过电压防护作用,如果确实需要防雷,就必须考虑足够的通流容量器件及相关的成本。
如何寻求电池与充电管理中的最佳平衡点
开关模式与线性充电拓扑的对比
传统上来说,手持设备都使用线性充电拓扑。该方法具有诸多优势:低实施成本、设计简捷以及无高频开关的无噪声运行。但是,线性拓扑会增加系统功耗,尤其是当电池容量更高引起的充电率增加的时候。如果设计人员无法管理设计的散热问题,这就会成为一个主要缺点。
当 PC USB 端口作为电源时,则会出现其他一些缺点。当今在许多便携式设计上都具有 USB 充电选项,并且都可提供高达 500mA 的充电率。就线性解决方案而言,由于其效率较低,可以从 PC USB 传输的“电能”量就被大大降低,从而导致了充电时间过长。
这就是开关模式拓扑有用武之地的原因。开关模式拓扑的主要优势在于效率的提高。与线性稳压器不同,电源开关(或多个开关)在饱和的区域内运行,其大大降低了总体损耗。降压转换器中功率损耗的主要包括开关损耗(在电源开关中)以及滤波电感中的 DC 损耗。根据设计参数的不同,在这些应用中出现效率大大高于 95% 的情况就不足为奇了。
当人们听到开关模式这个术语时大多数人都会想到大型 IC、大 PowerFET 以及超大型电感! 事实上,虽然对于处理数十安培电流的应用而言确实是这样,但是对于手持设备的新一代解决方案而言情况就不一样了。新一代单体锂离子开关模式充电器采用了最高级别的芯片集成,高于 1MHz 的使用频率以最小化电感尺寸。图 1 说明了当今市场上已开始销售的此类解决方案。该硅芯片的尺寸不到 4mm2,其集成了高侧和低侧 PowerFET。由于采用了 3MHz 开关频率,该解决方案要求一个小型 1μH 电感, 其外形尺寸仅为:2×2.5×1.2mm (WxLxH)。
充电器的选择
电池充电器工具使得设计人员选择正确的充电器的过程更轻松。图 3 是 TI 网站上提供的一种工具的示例。