背负式燃料电池应急发电系统设计
燃料电池发电系统的构成

燃料电池发电系统的构成燃料电池是一种能够将化学能转化为电能的装置,它是一种新型的清洁能源技术,被广泛应用于能源领域。
燃料电池发电系统由多个组件组成,包括燃料电池堆、燃料供应系统、氧气供应系统、冷却系统、电子控制系统等。
下面将详细介绍燃料电池发电系统的构成。
首先是燃料电池堆,它是燃料电池发电系统的核心组件。
燃料电池堆由多个单个的燃料电池单元组成,每个单元由阳极、阴极、电解质层和电极板组成。
燃料电池堆的工作原理是通过氢气和氧气的电化学反应产生电能。
在阳极,氢气被分解成质子和电子,质子穿过电解质层进入阴极,电子则通过外部电路流向阴极,形成电流。
在阴极,氧气与质子和电子结合形成水。
不同类型的燃料电池堆有不同的工作原理,如聚合物电解质膜燃料电池、固体氧化物燃料电池等。
其次是燃料供应系统,它负责提供燃料给燃料电池堆。
燃料电池堆通常使用氢气作为燃料,燃料供应系统的主要任务是将氢气从储氢罐中输送到燃料电池堆。
燃料供应系统通常由氢气储罐、氢气输送管道、氢气调节器等组成。
氢气储罐通常采用高压储氢技术,将氢气储存在高压容器中,以提供足够的氢气供给。
氢气输送管道负责将氢气从储罐输送到燃料电池堆,氢气调节器则控制氢气的流量,以满足燃料电池堆的需求。
第三是氧气供应系统,它负责提供氧气给燃料电池堆。
燃料电池堆通常使用空气中的氧气作为氧化剂,氧气供应系统的主要任务是将空气中的氧气输送到燃料电池堆。
氧气供应系统通常由氧气输送管道、氧气过滤器和氧气循环风扇等组成。
氧气输送管道负责将空气中的氧气输送到燃料电池堆,氧气过滤器则过滤空气中的杂质,以保证氧气的纯度。
氧气循环风扇则负责将氧气循环送回燃料电池堆,以提高氧气的利用效率。
第四是冷却系统,它负责控制燃料电池堆的温度。
燃料电池的工作温度通常在60℃至90℃之间,过高或过低的温度都会影响燃料电池的性能和寿命。
冷却系统通常由冷却剂循环管道、冷却剂循环泵和冷却器等组成。
冷却剂循环管道负责将冷却剂循环送到燃料电池堆,冷却剂循环泵则负责循环冷却剂,以控制燃料电池堆的温度。
太阳能充电系统的应急备用电源设计与管理

太阳能充电系统的应急备用电源设计与管理随着科技的进步和人们对环保意识的增强,太阳能充电系统作为一种可再生能源的利用方式,越来越受到人们的关注和应用。
太阳能充电系统不仅可以为家庭和企业提供绿色的电力供应,还可以作为应急备用电源,为人们的生活和工作提供保障。
本文将从太阳能充电系统的设计和管理两个方面,探讨其应急备用电源的实现。
一、太阳能充电系统的设计太阳能充电系统的设计是实现其应急备用电源功能的基础。
首先,我们需要选择合适的太阳能充电系统设备。
太阳能充电板是太阳能充电系统的核心部件,其质量和效率直接影响系统的充电效果。
因此,在选择太阳能充电板时,我们应该考虑其品牌、性能和价格等因素,选择高质量、高效率的充电板。
其次,太阳能充电系统还需要配备适当的电池储存设备。
电池储存设备的容量和性能决定了系统的储存能力和供电时间。
在选择电池时,我们应该考虑其容量、寿命和充放电效率等因素,选择适合系统需求的电池。
另外,为了保证太阳能充电系统的正常运行,我们还需要考虑系统的组件和连接方式。
合理的组件布局和连接方式可以提高系统的稳定性和效率。
我们可以采用并联或串联连接方式,根据实际需求选择合适的组件布局。
二、太阳能充电系统的管理太阳能充电系统的管理是保证其应急备用电源功能的关键。
首先,我们需要定期检查和维护太阳能充电系统的各个组件。
定期检查充电板、电池和连接线等组件的工作状态,及时发现和解决问题,以确保系统的正常运行。
其次,我们需要合理规划和管理系统的电力供应。
在日常使用中,我们应该尽量利用太阳能充电系统进行电力供应,减少对传统电网的依赖。
同时,为了保证应急备用电源的有效性,我们还可以设置电力优先级,将太阳能充电系统作为主要电力供应,传统电网作为备用电力供应。
另外,我们还可以采用智能控制系统来管理太阳能充电系统。
智能控制系统可以根据天气和用电需求等因素,自动调节系统的工作模式和电力供应方式,提高系统的效率和稳定性。
三、太阳能充电系统的应用前景太阳能充电系统作为一种可再生能源的利用方式,具有广阔的应用前景。
燃料电池供氢系统设计

燃料电池供氢系统设计
燃料电池供氢系统是一种利用化学反应产生电能的装置。
该系统主要由燃料电池、氢气储存罐、氧气储存罐、控制系统和配套设备组成。
其设计目的是为了提供可靠的、清洁的能源来源,以满足各种移动设备和固定设施的能源需求。
在设计燃料电池供氢系统时,需要考虑以下几个方面:
1. 系统容量:根据实际需求确定系统容量,包括燃料电池功率、储存罐容量等。
2. 系统效率:燃料电池供氢系统需要具备高效能、低耗能等特点,以确保其在使用过程中不会浪费太多资源。
3. 安全性:燃料电池供氢系统涉及到大量高压、易爆等危险因素,因此必须具备严格的安全措施和监测手段,确保其使用过程中不会产生任何安全隐患。
4. 维护性:燃料电池供氢系统需要定期进行维护和检修,因此设计时必须考虑到维护保养的方便性,并选择易于维护的设备组成。
5. 环保性:燃料电池供氢系统需要具备环保特点,以确保其使用过程中不会对环境产生任何负面影响。
总之,燃料电池供氢系统的设计需要综合考虑各种因素,以确保其能够满足实际需求,并具备高效能、安全性、维护性和环保特点。
应急电源系统

应急电源系统应急电源采用单体逆变技术,集充电器、蓄电池、逆变器及控制器于一体.系统内部设计了电池检测、分路检测回路,采用后备式运行方式。
随着社会的发展,建筑技术水平的不断提高,城市的建筑趋向于大规模,高层化发展随之而来对建筑的供电要求越来越高。
目录1 基本简介2 EPS的工作原理3 应急电源系统又称EPS具有下述优点:1 基本简介2 EPS的工作原理3 应急电源系统又称EPS具有下述优点:1 基本简介随着社会的发展,建筑技术水平的不断提高,城市的建筑趋向于大规模,高层化发展随之而来对建筑的供电要求越来越高,社会的信息化,建筑的现代化,使建筑对供电的依赖也越来越大,尤其是一些重要的公共建筑,一旦中断供电,将造成重大的政治影响或经济损失,如果是发生火灾,后果就更不堪设想.所以现行的《高层民用建筑设计防火规范》及《民用建筑电气设计规范》就有严格规定:“一级负荷应由两个电源供电,当一个电源发生故障时,另一个电源不致同时受到损坏.一级负荷中特别重要的负荷,除上述两个电源外,还必须增设应急电源,常用的应急电源有:(1)独立于正常电源的发电机组;(2)供电网络中有效地独立于正常电源的专门供电线路;(3)蓄电池.”多年来,运行经验表明,电网供电时采用两路独立的电源.若主供电线路停电,则由备用才路供电,采用这种方式虽然简单、可靠,但供电线路复杂.当发生大面积停电事故时,两路电源均可能发生停电事故。
2 EPS的工作原理应急电源采用单体逆变技术,集充电器、蓄电池、逆变器及控制器于一体.系统内部设计了电池检测、分路检测回路,采用后备式运行方式.⑴ 当市电正常时,由市电经过互投装置给重要负载供电,同时进行市电检测及蓄电池充电管理,然后再由电池组向逆变器提供直流能源.在这里,充电器是一个仅需向蓄电池组提供相当于10%蓄电池组容量(Ah)的充电电流的小功率直流电源,它并不具备直接向逆变器提供直流电源的能力.此时,市电经由EPS的交流旁路和转换开关所组成的供电系统向用户的各种应急负载供电.与此同时,在EPS的逻辑控制板的调控下,逆变器停止工作处于自动关机状态.在此条件下,用户负载实际使用的电源是来自电网的市电,因此,EPS应急电源也是通常说的一直工作在睡眠状态,可以有效的达到节能的效果.⑵ 当市电供电中断或市电电压超限(±15%或±20%额定输入电压)时,互投装置将立即投切至逆变器供电,在电池组所提供的直流能源的支持下,此时,用户负载所使用的电源是通过EPS的逆变器转换的交流电源,而不是来自市电.⑶ 当市电电压恢复正常工作时,EPS的控制中心发出信号对逆变器执行自动关机操作,同时还通过它的转换开关执行从逆变器供电向交流旁路供电的切换操作.此后,EPS在经交流旁路供电通路向负载提供市电的同时,还通过充电器向电池组充电.2、如何选配EPSEPS通常产品特征分为以下三类产品⑴ EPS功率在0.5~10KW由单路、双路供电输入二类产品组成(输入电压220Vac 或380Vac,输出电压220Vac),适应于应急照明和事故照明的照明负载.(2) EPS功率在2.2~400KW由单路、双路供电输入二类产品组成(输入电压380Vac,输出电压380Vac),除可用于应急照明、事故照明,同时也适应于消防电梯、卷帘门、风机、水泵、淋浴泵、供水泵等电感性负载或混合供电.(3) EPS功率在2.2~400KW由单逆变单台负载、单逆变单台负载一用一备用、双逆变单台负载一用一备用三类产品组成(输入电压3800Vac,输出电压380Vac),仅为只有一路电源的消防设施或一级负荷中的电动机提供一种可变频的三相应急电源系统,在电源和电机之间无需任何启动装置就可以解决电动机的应急供电及其启动过程中对供电设备的冲击.适应于高层建筑的电梯、中央空调、消防水泵等电机负载.根据产品所带负载特征如何选用您所需求的EPS及其注意的要点:2.1应急照明或事故照明用EPS(1~50KVA)按GB17945-2000国家标准(消防应急灯具),为确保大楼的应急照明系统能正常运行,对EPS提出如下基本要求:(1) 要求负责向普通应急照明灯供电EPS的供电中断时间<5s.但对于高危险工作区及关键工作区的应急照明而言,则要求EPS的供电中断时间<0.25s.(2) 为尽可能的利用市电,当市电电压在187~242V(220V,-15%,+10%)的范围内不允许EPS进入逆变器供电状态.(3) 要求EPS配置足够容量的电池组,以便在市电供电中断时,至少确保应急照明灯可以继续工作90min以上.(4) EPS中的充电器对电池组的最长充电时间小于24H,最大充电电流小于0.4C(A)在市电供电正常时,EPS是通过它的交流旁路向负载供电.原则上,它可以带具有各种不同功率因数的负载.然而.在市电供电中断或市电电压或频率超限时,则是有EPS中的逆变器来供电的.在此条件下,EPS的带载能力不仅需要考虑逆变器在不同功率因数值负载时的降额度输出特性.而且,还需要根据所使用的应急照明灯具的不同来选配EPS的输出功率和机型.在选配EPS时应注意以下几个问题:(1) 普通的应急照明灯具.由于应急照明的功耗是用有功功率P(KW)来标注的,而EPS 逆变器的输出功率是用功率因数cosφ=0.8(滞后)时的视在功率S(KVA)来标注的.所以,实际选用EPS的满载输出功率应为:S=P/0.8.(2) 应急照明灯具为荧光灯时,所选用的EPS满载输出功率应为S=(1.3~1.5)P/0.8.其原因是荧光灯启动时存在较大的”启动浪涌”电流.(3) 应急照明灯具为高压气体灯时(例:高压钠灯,高压钯灯等),宜选用切换时间小于20ms的EPS产品.这是因为.如果对高压气体灯的供电中断时间超过20ms时,就有可能致使气体灯中的放电电弧”熄灭或中断”.一旦发生放电电弧中断现象,即使马上恢复供电也可能导致长达数分钟的灯具熄灭现象发生.这因为它需要足够长时间来重新预热高压气体灯中灯丝的缘故.显然,对于大型体育馆和演出场地的照明系统来说,是不允许出现这种故障的.2.2 应急照明+电动机混合型负载用EPS (三相,5~400KVA )为了正确的选用EPS的输出功率,应首先分别统计电阻性照明负载与电感性机电负载的比例.对于电机负载而言,因用户所选的机型及工作方式的不同,它的启动电流可能高达5~10倍额定工作电流.为确保电机及EPS本身的安全运行,对这部分电机负载而言,不仅要求所选的EPS输出功率应为6倍以上的电机标称功率.而且,还宜选用其切换时间小于15ms的EPS机型.2.3 带电机负载的EPS(1) 采用电机”硬启动:工作方式,对于这种EPS输出功率的选用方案同22所述.采用这种方案的优点是:不管在市电供电中断时还是在市电恢复正常工作时,EPS均可确保电机的连续运行.其缺点是:需选用大功率的EPS,成本较高.(2) 选用带变频启动功能的电机专用型EPS市电供电正常时,经交流旁路和转换开关向电机负载供电.与此同时,市电还经充电器向电池组充电.当市电供电中断时,为确保EPS的安全运行,希望他执行”延时切换”操作,以便让电机彻底停止转动后再启动变频器,由它对后接电机执行从0~220Hz的频率逐渐增高的变频启动的操作(启动时间为几秒钟).采用变频启动方案带来的好处是:① 防止在EPS与处于”惯性运动状态”下的电机所产生的自激励电源处于互相”非同步入锁”状态而产生的鼓掌隐患;② 可以降低EPS的输出功率和降低投资成本.此时,EPS的输出功率只需选取1.2~1.4倍电机的额定功率就可满足要求.其缺点是:① 要求用户的电机负载首先停机,然后在满速”变频启动”,从而造成电机负载工作的”不连续性”② 如果后接的几台电机需要在不同的时刻进行”分时启动”操作时,可能会遇到这样的技术难题:在启动处于静止状态的电机时,若EPS的输出功率足够大它可能承受5~10倍的电机启动浪涌电流的冲击.否则,就会迫使EPS重新进入新一轮的”变频启动”工作状态.由此带来的问题之一是:原来处于正常工作转速的电机,会再次转入转速由0~50Hz的变速启动阶段,从而给用户的工作带来麻烦.3、EPS与UPS的差别3.1、后备式UPS在市电正常时直接由市电向负载供电,当市电超出其工作范围或停电时,通过转换开关转为电池逆变供电。
自备应急电源电气设计

自备应急电源电气设计【1】自备应急柴油发电机组1、本节适用于发电机额定电压为230/400V,机组容量为2000kW 及以下的民用建筑工程中自备应急低压柴油发电机组的设计。
自备应急柴油发电机组的设计应符合下列规定:(1)符合下列情况之一时,宜设自备应急柴油发电机组:1)为保证一级负荷中特别重要的负荷用电时;2)用电负荷为一级负荷,但从市电取得第二电源有困难或技术经济不合理时。
(2)机组宜靠近一级负荷或配变电所设置。
柴油发电机房可布置于建筑物的首层、地下一层或地下二层,不应布置在地下三层及以下。
当布置在地下层时,应有通风、防潮、机组的排烟、消声和减振等措施并满足环保要求。
(3)机房宜设有发电机间、控制及配电室、储油间、备品备件储藏间等。
设计时可根据工程具体情况进行取舍、合并或增添。
(4)当机组需遥控时,应设有机房与控制室联系的信号装置。
当有要求时,控制柜内宜留有通信接口,并可通过BAS系统对其实时监控。
(5)当电源系统发生故障停电时,对不需要机组供电的配电回路应自动切除。
(6)发电机间、控制室及配电室不应设在厕所、浴室或其他经常积水场所的正下方或贴邻。
(7)设置在高层建筑内的柴油发电机房,应设置火灾自动报警系统和除卤代烷1211、1301以外的自动灭火系统。
除高层建筑外,火灾自动报警系统保护对象分级为一级和二级的建筑物内的柴油发电机房,应设置火灾自动报警系统和移动式或固定式灭火装置。
2、柴油发电机组的选择应符合下列规定:(1)机组容量与台数应根据应急负荷大小和投入顺序以及单台电动机最大启动容量等因素综合确定。
当应急负荷较大时,可采用多机并列运行,机组台数宜为2~4台。
当受并列条件限制,可实施分区供电。
当用电负荷谐波较大时,应考虑其对发电机的影响。
(2)在方案及初步设计阶段,柴油发电机容量可按配电变压器总容量的10%~20%进行估算。
在施工图设计阶段,可根据一级负荷、消防负荷以及某些重要二级负荷的容量,按下列方法计算的最大容量确定:1)按稳定负荷计算发电机容量;2)按最大的单台电动机或成组电动机启动的需要,计算发电机容量;3)按启动电动机时,发电机母线允许电压降计算发电机容量。
太阳能充电系统的应急备用电源设计与管理

太阳能充电系统的应急备用电源设计与管理随着科技的发展和环保意识的提高,太阳能充电系统作为一种可再生能源的代表,被越来越多的人所接受和使用。
在日常生活中,我们经常会遇到电力不足或断电的情况,这时候,太阳能充电系统就可以发挥应急备用电源的作用。
本文将探讨太阳能充电系统的应急备用电源设计与管理。
首先,我们需要了解太阳能充电系统的基本原理。
太阳能充电系统主要由太阳能电池板、充电控制器、储能电池和逆变器组成。
太阳能电池板将太阳能转化为直流电能,充电控制器用于控制充电过程,储能电池用于储存电能,逆变器将直流电转化为交流电。
在正常情况下,太阳能充电系统通过太阳能电池板充电,将电能储存在储能电池中,供电使用时通过逆变器将直流电转化为交流电。
而在电力不足或断电的情况下,太阳能充电系统可以作为备用电源,提供紧急的电力支持。
要设计一个高效可靠的太阳能充电系统应急备用电源,首先需要选择合适的太阳能电池板和储能电池。
太阳能电池板的质量和转化效率直接影响充电系统的性能。
应选择转化效率高、耐用、适应光照条件变化的太阳能电池板。
储能电池的容量和充放电效率决定了系统的续航能力和供电稳定性。
应选择容量适当、充放电效率高、寿命长的储能电池。
此外,充电控制器和逆变器的选择也非常重要,应选用功能齐全、性能稳定的设备,以确保系统的正常运行。
其次,太阳能充电系统的应急备用电源管理也至关重要。
在正常情况下,应定期对太阳能充电系统进行维护和检查,确保各个组件的正常运行。
同时,应建立完善的电池管理制度,包括定期检查电池的充电状态和健康状况,及时更换老化或损坏的电池,以保证系统的稳定性和可靠性。
在应急情况下,应及时启动太阳能充电系统的应急备用电源功能,确保系统能够正常供电。
同时,应合理安排电力使用,避免过度消耗电能,延长系统的续航时间。
此外,太阳能充电系统的应急备用电源设计还应考虑一些特殊情况。
例如,在恶劣天气条件下,太阳能电池板的充电效率会受到影响,此时应及时调整系统的使用计划,合理安排电力使用。
储能电池综合应急方案

储能电池综合应急方案一、背景随着电力需求的不断增长以及电力系统的脆弱性,应急能力成为电力行业的重要考量因素之一。
储能电池技术因其快速响应、高效率和可再生能源的配套应用等优势,成为解决电力应急需求的重要手段。
二、方案综述本应急方案旨在利用储能电池技术,提供电力系统应急供电、平滑电力波动和调节电力需求的能力。
方案包括以下关键组成部分:1. 储能电池组:专业设计和配置的储能电池组,具备高能量密度和快速响应的特点,能够在电网故障或突发情况下迅速启动并提供应急供电服务。
2. 控制系统:采用先进的控制算法和智能管理系统,监测电力系统状态和需求,并对储能电池组进行精确控制和调度。
控制系统能够实时响应电网变化,保障电力供需平衡。
3. 可再生能源接入系统:通过与可再生能源发电系统的配合,将储能电池与太阳能、风能等可再生能源相结合,提高能源利用效率,降低碳排放。
4. 平滑电力波动:储能电池组可以在电网负荷波动较大时通过释放或吸收电能来平滑电力波动,提升电力系统的稳定性和可靠性。
5. 周期调节:储能电池组可用于辅助调节电力需求,根据电力系统负荷情况实现峰谷时段的电能储存和释放,提高电力系统的效率和经济性。
三、应用场景本方案适用于以下应急场景:1. 自然灾害:如台风、暴雨等自然灾害导致电力系统中断,储能电池组可以快速启动,为紧急设备供电,保障基本服务的继续运行。
2. 电力系统故障:无论是电力设备故障、电网故障还是其他电力系统故障,储能电池组可以迅速提供备用电力,避免电力中断对生产和生活造成的影响。
3. 微电网运行:在微电网中,储能电池组可以作为主要的电力储备源,配合可再生能源发电系统,提供稳定可靠的供电服务。
4. 峰谷电价管理:通过储能电池组的电能储存和释放,可以在电力需求峰谷时段进行电力调度,降低峰时供电压力,管理电力成本。
四、总结储能电池综合应急方案是应对电力系统应急需求的有效手段。
该方案通过储能电池组、控制系统、可再生能源接入系统等组成部分的配合使用,可以提供电力系统应急供电、平滑电力波动和周期调节等功能。
燃料电池系统工厂设计规范

燃料电池系统工厂设计规范一、设计原则1.1安全性原则:确保燃料电池系统工厂设计符合相关安全规定,保障人员和环境的安全。
1.2可行性原则:考虑到可行性和可持续性,确保燃料电池系统工厂能够有效地运营和维护。
1.3节能减排原则:优化燃料电池系统工厂设计,减少能源消耗和环境污染,提高能源利用效率。
1.4人性化原则:充分考虑工人的工作条件和工作效率,设计出安全、舒适和高效的生产线。
二、工厂布局2.1厂区选址:选择地势平坦、环境优美、交通便利的地点建设燃料电池系统工厂。
2.2厂房建筑:厂房应具备良好的透光性和通风性,确保厂区内的室内环境舒适和人员的安全。
2.3生产线布局:按照生产流程和工作要求,优化生产线的布局,提高生产效率和工作质量。
2.4办公区布局:办公区应设在生产区域附近,便于员工的沟通和生产监督。
三、设备选型3.1设备可靠性:选用具有良好品牌声誉和稳定性能的设备,确保设备的可靠性和长期稳定运行。
3.2设备适应性:选用具有高适应性和灵活性的设备,以满足燃料电池系统工厂的多样化生产需求。
3.3设备节能性:选用具有高能效和节能功能的设备,降低能源消耗和生产成本。
3.4设备智能化:选用具有自动化控制和智能化功能的设备,提高工作效率和减少人工操作。
四、生产工艺4.1质量控制:建立完善的质量控制体系,制定详细的质量控制标准和流程,确保产品的合格率和稳定性。
4.2精益生产:采用精益生产原则,优化生产流程,减少生产浪费和不必要的环节,提高生产线效率。
4.3环境保护:采取有效的环境保护措施,减少生产过程中的污染物排放和废弃物产生,保护生态环境。
4.4过程改进:定期进行生产过程的评估和改进,不断提高燃料电池系统工厂的生产效率和产品质量。
五、安全管理5.1安全培训:对所有员工进行燃料电池系统工厂的安全培训,使其了解相关安全规定和操作流程。
5.2安全设施:设置合适的消防设施、报警系统和安全出口,确保工厂的安全性。
5.3应急预案:制定详细的应急预案,并进行模拟演练,提高员工应对突发事件的能力。
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背负式燃料电池应急发电系统设计
针对抢险救灾、处置突发事件、野外勘测等应急供电的需求,本论文提出一
种便携式燃料电池应急发电系统,该系统由燃料电池、锂电池、DC/DC变换器、
充电管理电路、主控制器组成,主要研究内容如下:首先对燃料电池应急供电系统
拓扑结构进行研究设计,提出并联与充电分开控制的拓扑结构,设计了理想二极
管电路用于锂电池防反保护,设计四开关升降压变换器用于充电管理。其次在对
燃料电池和锂电池的混合能量管理上引入逻辑门限策略与模糊控制算法,使用
Matlab/Simulink建立了系统仿真模型并进行了仿真验证。
仿真结果表明能量管理策略可以在负载瞬间加重时抑制燃料电池输出尖峰
电流,对燃料电池起到有效的保护,同时提高系统燃料利用率。然后提出燃料电池
运行控制策略,对风冷燃料电池运行控制器进行研究设计,最后对系统各单元硬
件电路及应用程序进行设计开发,研制了系统样机。
样机额定功率为1000W,重量为12.5kg,携带电量为8kWh,能量密度为
640Wh/kg,达到预期设计目标。