2020年, 第44卷, 第6期　
刊出日期：2020-06-20

  

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专家特约
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  新型储能化学电源研究进展

  黄健航, 王永刚, 夏永姚

  电源技术. 2020, 44(6): 793-798. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2020.06.001

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  化学电源作为高效的能量存储/转化装置,在电子设备、电动汽车、大型储能方面的应用都非常广泛。目前的化学电源并不能满足现代社会能源结构的多样化需求,因此,新型电池体系和材料不断涌现。综述了近年来新型储能化学电源体系的研究进展,包括金属离子电池、氢离子电池、有机液流电池、液态金属电池等电化学储能系统的发展。总结了不同电池体系的组成和工作机理,为化学电源的发展提供研究思路。
研究与设计
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  全固态锂电池固态电解质烧结工艺研究

  于金营, 谢光远, 吴旭旭, 陈影

  电源技术. 2020, 44(6): 799-803. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2020.06.002

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  Li₇La₃Zr₂O₁₂(LLZO)系固态电解质具有离子电导率高、安全性好的优点,掺杂Ta元素得到的Li_6.4La₃Zr_1.4Ta_0.6O₁₂(LLZTO)性能更优。通过直接对已商用的Li_6.4La₃Zr_1.4Ta_0.6O₁₂粉末冷压,并在最佳条件下以不同温度烧结,比较不同温度对材料导电性能的影响。改善装炉方式,通过在刚玉坩埚与电解质间添加氧化锆保护隔离器皿,隔绝高温下氧化铝的渗入,保证电解质片烧结过程中的纯净。实验发现1 000 ℃烧结时得到的电解质片离子电导率最高,同时发现在烧结过程中不同温度下仍有不同程度的锂损失。同时通过补充外加锂源的实验发现,LiOH·H₂O作为补充锂源时具有增强烧结效果的作用。
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  多孔硅/无定形碳负极材料的制备及性能研究

  陈煜, 丁能文, 冯娟, 李之锋, 钟盛文

  电源技术. 2020, 44(6): 804-807. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2020.06.003

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  解决锂离子电池硅负极材料的技术成本高和体积变化大的问题是促进其产业化的关键。通过酸处理Al-Si合金和淀粉混合物后采用热分解法制备了不同硅含量的锂离子电池负极多孔硅/无定形碳(PSi/AC)复合材料。采用热重分析仪(TGA)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等对PSi/AC复合材料的结构和形貌进行表征,并通过恒流充放电、循环伏安法和电化学阻抗研究了PSi/AC复合材料的电化学性能。结果表明,PSi/AC-1[38%(质量分数) Si]复合材料循环稳定性最佳,该复合材料具有内部多孔、外部核壳的结构特点,材料内部的孔道以及外部的碳壳能够有效降低硅的体积膨胀率,在400 mA/g的恒定电流密度下,循环200次后容量保持率为95.4%。
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  石墨烯制备及作为锂离子电池导电剂的研究

  王振廷, 王彦霞, 张永柯

  电源技术. 2020, 44(6): 808-811. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2020.06.004

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  为了提高锂离子电池的电化学性能,采用超临界乙醇流体的方法制备石墨烯。通过X射线衍射光谱法(XRD)、扫描电子显微镜法(SEM)、原子力显微镜(AFM)对石墨烯进行表征测试,采用恒流充放电测试、循环稳定性测试、循环伏安测试、电化学阻抗谱测试、倍率性能测试对锂离子电池正极材料进行相关电化学分析。结果表明：用超临界流体方法制备的石墨烯层数在10层以下,厚度为4.7 nm左右;1 C下,其作为锂离子电池导电剂首次充放电比容量可达到149.790和140.481 mAh/g,循环200次之后容量保持率可达85.6%。
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  快速共沉淀法制备高容量富锂锰正极材料

  刘俊, 郑世林, 刘启明, 严小艳, 陈召勇

  电源技术. 2020, 44(6): 812-814. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2020.06.005

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  用草酸作为沉淀剂,采用快速共沉淀法成功合成了富锂锰正极材料,并探究了不同沉淀剂/过渡金属的配比对材料性能的影响。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、充放电测试对其结构和电化学性能进行了表征。结果表明,当配比为2∶1时,合成的富锂锰正极材料具有优异的结构稳定性和电化学性能,在0.1 C下首次放电比容量达到300.2 mAh/g,在1 C下循环100次后仍然有98.5%的容量保持率。
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  锂离子电池正极材料Li₂MnO₃的合成及改性

  宋丹丹, 曾艳红

  电源技术. 2020, 44(6): 815-817. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2020.06.006

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  采用固相法合成Li₂MnO₃,粒子纳米化对Li₂MnO₃的性能有很大的影响,通过扫描电子显微镜法(SEM)测试发现样品颗粒大小在100 nm左右,通过电化学工作站测试发现未处理的Li₂MnO₃材料的首次充电比容量为169.4 mAh/g,放电比容量为117.8 mAh/g,比用普通的固相法合成Li₂MnO₃的比容量(51 mAh/g)要高很多。用不同浓度的过硫酸铵处理Li₂MnO₃,通过X射线衍射光谱法(XRD)、SEM测试发现过硫酸铵处理并没有破坏Li₂MnO₃的结构,过硫酸铵处理后的样品颗粒尺寸比未处理的要小一些,通过电化学工作站测试发现：处理后材料的首次效率、比容量、循环性能、倍率性能都大有改善。处理后的Li₂MnO₃在2 C以下充放电时,30%-Li₂MnO₃、40%-Li₂MnO₃的倍率性能明显优于Li₂MnO₃。
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  钛酸锂电池恒功率及恒流测试特性比较

  赵微, 邓赛君, 姚曼

  电源技术. 2020, 44(6): 818-821. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2020.06.007

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  为了掌握钛酸锂电池在恒功率条件下的特性,促进钛酸锂电池在储能领域的应用和发展,分别以恒功率充放电模式、恒流充放电模式对钛酸锂电池进行了倍率及循环寿命测试,对两种测试方法下电池的容量、能量、内阻等特性进行了比较,并比较了电流-容量(安时)参数评价体系与功率-能量(瓦时)参数评价体系的不同。结果发现,相较于恒流模式,钛酸锂电池在恒功率模式下的放电容量、能量、效率等衰减较快,内阻随放电深度的增加增大较快;相较于电流-容量(安时)参数评价体系,功率-能量(瓦时)参数评价体系能更快、更明显地监测到电池性能的变化。
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  锂离子电池鼓胀分析

  赵彦孛, 陈佳郁, 张树国

  电源技术. 2020, 44(6): 822-824. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2020.06.008

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  以一起客户投诉为研究切入点,通过电感耦合等离子体光谱分析法(ICP)、扫描电子显微镜法(SEM)、气体成分测试等手段分析了该客户投诉电池的鼓胀原因,并对其机理做了阐释。实验模拟了过放、高温浮充,对过放、高温浮充的现象以及规律进行了分析。过放电池正极Cu含量超过0.1%(质量分数),气体成分中CO₂含量超过90%;过充导致电池鼓胀时,负极Co含量超过0.1%(质量分数),气体成分中存在较多的烷烃类气体,同时存在隔膜氧化现象。
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  18650动力电池组不同布置形式的热特性影响研究

  戴海燕, 李长玉, 张继华, 陈立沛, 张洵涛

  电源技术. 2020, 44(6): 825-827. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2020.06.009

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  针对不同布置方式的动力电池组,以圆柱锂离子电池为研究对象,建立了18650电池热力学模型,并进行了1 C和3 C下的放电实验,实验测得的截止电压和表面平均温度随放电容量的变化曲线与仿真结果基本吻合,模型准确。基于该模型,分析了电池间距大小不同、分布方式分别为对齐排列和交叉排列的电池组的电池热特性。结果表明,间距较大时,散热越好,电池平均温度越低,温差越小;间距相同时,交叉方案的散热优于对齐方案。这为动力电池组的布置和优化设计提供了重要参考。
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  基于改进扩展卡尔曼滤波的锂电池SOC估计

  莫易敏, 骆聪, 熊巍, 叶鹏, 严聪

  电源技术. 2020, 44(6): 828-831. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2020.06.010

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  为了减小模型参数发生变化带来的影响,提高锂电池荷电状态(SOC)的估计精度,提出了一种改进的扩展卡尔曼滤波算法(I-EKF)。建立Thevenin等效电路模型,采用遗忘因子最小二乘法进行参数辨识,将辨识的参数用局部加权回归(Lowess)算法与电池电压、电流进行拟合,利用拟合函数求出每一时刻对应的模型参数,再采用I-EKF算法进行SOC估计。实验分析表明,与传统的扩展卡尔曼滤波算法(EKF)相比,当模型参数发生变化时,I-EKF算法的估计精度更高,收敛后的估计误差基本在0.5%以内。
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  基于ESP模型的锂电池参数辨识和SOC估计

  吴波, 谢锋, 卢佩航, 徐劲力

  电源技术. 2020, 44(6): 832-835. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2020.06.011

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  精准的电池模型是电动汽车电池管理系统的关键,它为准确估计电池荷电状态(SOC)提供保证。基于电化学反应机理,建立扩展单粒子(ESP)模型。基于ESP模型参数较多的特点,利用改进遗传算法分不同SOC阶段进行多组参数辨识,通过充放电实验验证模型的准确性。基于ESP模型和卡尔曼滤波算法,引入强跟踪滤波器和自适应滤波方法,且对模型状态方程进行修正,建立自适应强跟踪Sigma点卡尔曼滤波算法来进行SOC估计。结果表明,ESP模型有较高的精度,且基于此模型和所建立的算法可以实现对SOC的精确估计,其最大误差在2.3%以内。
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  基于多退化特征的锂离子电池剩余寿命预测

  史永胜, 施梦琢, 丁恩松, 洪元涛, 欧阳

  电源技术. 2020, 44(6): 836-840. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2020.06.012

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  针对目前锂离子电池剩余寿命预测模型精度低、泛化性差的问题,在一种基于充放电健康特征提取的锂离子电池剩余寿命估计方法的基础上,增加了健康因子和实际容量之间的相关性分析,具体方法是：从锂离子电池充放电电压、电流、温度曲线变化趋势中提取若干潜在健康因子,并利用主成分分析(PCA)去除数据冗余性,得到代表退化特征的融合健康因子。结合自适应遗传算法(AGA)优化了Elman预测模型。结果表明所建立的PCA-AGA-Elman神经网络预测模型误差控制在1.5%之内,可作为锂离子电池的剩余使用寿命(RUL)预测模型。
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  基于HPPC的锂电池欧姆内阻最优测试条件研究

  朱志祥, 尚丽平, 屈薇薇

  电源技术. 2020, 44(6): 841-843. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2020.06.013

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  针对锂电池欧姆内阻测试目前存在测试周期过长、测试精度低的问题,提出了基于混合脉冲功率特性法(HPPC)的欧姆内阻最优测试条件。在分析HPPC方法测试原理的基础上,通过改变实验条件研究电流倍率、采样周期对欧姆内阻的影响。实验与模型仿真数据的对比结果表明：在1.5 C充放电倍率、50 ms采样周期实验条件下能够有效提高欧姆内阻测试的准确性,降低测试时间。
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  质子交换膜燃料电池用g-C₃N₄/Nafion复合膜的制备与性能

  栾邹杰, 周利, 高学强, 黄河, 邵志刚

  电源技术. 2020, 44(6): 844-848. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2020.06.014

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  合成了石墨相碳氮纳米片(g-C₃N₄),并将其与Nafion树脂共混制备了复合膜,发现在膜中加入适量的g-C₃N₄对提高膜的电导率有显著效果,当膜中g-C₃N₄含量为Nafion树脂质量的0.25%时,膜在30 ℃下的电导率从0.074 3 S/cm上升到0.110 6 S/cm,这主要是由于纳米片上的碱性基团与树脂上的磺酸根形成了酸碱对,加快了质子传输。将商业化Nafion 211膜与复合膜分别组装成单电池进行性能测试,结果表明,使用复合膜组装成的单电池的最大功率较Nafion 211膜组装成的单电池提高了16.9%,且通过交流阻抗测试(EIS)发现复合膜的电阻明显小于Nafion 211膜,进一步证实了g-C₃N₄改性Nafion膜的有效性与可行性。
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  基于分层优化方法的BP神经网络光伏出力预测

  朱显辉, 于越, 师楠, 苏勋文, 吴禹衡

  电源技术. 2020, 44(6): 849-851. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2020.06.015

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  为减小误差反向传输(BP)神经网络算法对光伏出力的预测误差,提出了基于实际BP网络拓扑结构的分层优化方法。该方法以温度关联性确定训练数据,结合小样本灰色算法对输入层数据变化趋势的发掘能力,实现了对BP网络输入层序列数学规律的有效筛选,利用粒子群算法优化隐含层的阈值和权重,强化了BP神经网络全局寻优能力,减小了预测误差,以遗传优化算法对输出层的阈值和权重进一步优化,改善了BP网络的预测精度。构建了BP网络分层优化模型并进行了算例分析,结果表明,所提出的分层优化方法能有效地减小预测误差,提高预测精度。
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  Al³⁺掺杂Na_0.44MnO₂正极材料的制备与储钠性能研究

  李慧, 刘双宇, 汪慧明, 王博, 陈重学

  电源技术. 2020, 44(6): 852-854. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2020.06.016

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  Na_0.44MnO₂具有开放的框架和三维隧道结构,是一种优良的钠离子电池正极材料。采用固相法制备了Al³⁺掺杂的Na_0.44MnO₂,并通过形貌、结构分析以及各种电化学手段研究了Al³⁺掺杂对Na_0.44MnO₂材料储钠性能的影响。研究结果表明,适量的Al³⁺掺杂能有效提高Na_0.44MnO₂材料的倍率和循环性能。Al³⁺掺杂量为1%(Al与Mn的摩尔比为0.01∶0.99)的样品在30 C (1 C =120 mA/g)的电流密度下具有76.5 mAh/g的放电比容量,且在1 C下循环1 000次之后容量保持率高达70.0%。相比之下,未掺杂的样品在30 C下的比容量仅有45.7 mAh/g,且在1 C下循环1 000次之后容量保持率仅为47.0%。这些结果表明掺杂Al³⁺能够在一定程度上提高Na_0.44MnO₂在循环过程中的稳定性,提高Na⁺在Na_0.44MnO₂中的嵌入/脱出反应速度,为发展高容量和高稳定性钠离子电池正极材料提供了一种新途径。
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  ZnO/剑麻纤维基碳复合材料制备及性能研究

  陈则胜, 刘峥, 艾慧婷, 吕奕菊, 张淑芬

  电源技术. 2020, 44(6): 855-859. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2020.06.017

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  铅碳电池是将碳材料应用于铅酸蓄电池而发展起来的新型电池,但由于碳材料的加入降低了负极材料的析氢过电位,会发生析氢现象。以剑麻纤维为碳源,选择ZnO为析氢抑制剂,经炭热原位合成法制备了ZnO/剑麻纤维基碳复合材料,确定了该种碳复合材料的最佳制备条件为：碳化时间60 min、添加量0.5 g,制备温度为500~550 ℃。通过充放电仪对该碳复合材料组成的铅碳电池进行测试,结果表明该种复合碳材料的首次放电比容量为92.75 mAh/g,循环150次后的容量保持率为78.2%。
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  基于内阻预测的阀控铅酸蓄电池故障预警方法

  张菲菲, 王寅超, 陆忠心, 黄冬, 王月强

  电源技术. 2020, 44(6): 860-862. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2020.06.018

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  阀控铅酸(VRLA)蓄电池的故障影响电源的供电可靠性,而内阻是反映蓄电池运行状态的重要参数。提出基于蓄电池预测内阻及其变化率的故障预警方法,分析电池内阻变化原因,量化蓄电池内阻的影响因素,采用长短时法神经网络(LSTM),以充放电状态、电压、电流、温度作为输入量,构建蓄电池内阻预测模型,并根据电池内阻预测值及其变化率预判电池故障原因,发出蓄电池预警信号。试验结果验证了所提电池内阻预测模型误差在3%以内,基于电池内阻预测模型的蓄电池故障预警方法有利于蓄电池安全稳定运行。
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  热电池NiCl₂薄膜正极中添加剂对放电性能的影响

  许浩, 赵平, 杨少华, 刘晟林

  电源技术. 2020, 44(6): 863-866. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2020.06.019

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  采用丝网印刷薄膜化工艺制备了NiCl₂薄膜正极,研究了薄膜正极中添加单种粘结剂、共混粘接剂以及不同导电剂对单体电池放电性能的影响。实验结果表明,NiCl₂薄膜正极中共混粘结剂在粘结性能以及放电性能方面表现优秀,最佳共混比例为MgO与SiO₂的质量分数比为90∶10,此外,添加10%的活性炭导电剂可以提高薄膜正极的导电性,从而提高电池的放电性能。
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  热电池用改性LiB合金的物理与电化学性能研究

  冯勇, 唐立成, 王京亮, 陈晓涛, 石斌

  电源技术. 2020, 44(6): 867-870. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2020.06.020

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  对LiB合金改性前后的物理特性和电化学性能进行了研究,结果表明：在LiB合金中掺杂的离子导电剂越多,密度越大,活性Li含量越低;LiB合金改性后的物相结构主要由Li₇B₆、活性Li和离子导电剂构成,离子导电剂的加入可以提高LiB中Li₇B₆骨架的致密性,并且致密性随离子导电剂的增加而增加;LiB合金的内阻随着离子导电剂掺杂量的增加而降低,当掺杂的离子导电剂的质量分数为10%时,LiB合金表现出了良好的电化学性能,并且能够有效解决LiB合金电池在低温、大电流密度放电前期出现的电压凹峰问题。同时,掺杂离子导电剂的LiB合金具有良好的安全性能。
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  锂离子蓄电池组在轨自主均衡的设计与应用

  孔陈杰, 陈天明, 习成献, 张强, 刘恩权

  电源技术. 2020, 44(6): 871-874. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2020.06.021

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  针对某型号中高轨卫星锂离子蓄电池组在轨均衡管理问题,提出了软件自主均衡、硬件自主均衡和地面指令均衡相结合的在轨均衡管理方案,并对自主均衡设计进行了阐述。开展了在轨自主均衡应用并对在轨数据进行分析,结果表明自主均衡效果良好,实现了对锂离子蓄电池组的自主均衡管理,验证了自主均衡设计的正确性和有效性。
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  磷酸铁锂电池能量转移均衡策略及其电路研究

  彭建华, 潘继雄, 周幼华

  电源技术. 2020, 44(6): 875-879. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2020.06.022

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  以磷酸铁锂电池组内部不平衡性为研究对象,基于极端单体电池的保护原理,设计了一种双向能量转移式均衡电路及控制方法,以解决现有串联电池组在充放电时没有均衡或均衡效果不佳的问题。基于双向能量转移式均衡电路拓扑和工作原理,提出了一种以电池电压作为逻辑判断信号,采用多路开关分时均衡控制的策略,并利用Matlab/Simulink软件搭建仿真模型,进行了仿真实验,结果表明：该均衡电路结构及其控制算法有效克服了磷酸铁锂电池在串联成组使用时的短板效应以及工艺差异,保证了电池组中各单体电池容量的一致性,使整个电池组的剩余电量(SOC )最大化。
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  无人直升机发动机启动电源均衡设计

  刘鹏飞, 袁学庆, 李博, 贾洪铎

  电源技术. 2020, 44(6): 880-883. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2020.06.023

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  启动电源系统可在无人直升机发动机启动时提供电源,是无人直升机可靠运行的基础。将六节磷酸铁锂电池串联组成锂电池组,针对锂电池组放电不均衡的缺陷,设计了基于荷电状态(SOC)均值的均衡算法。通过采集电池组参数,计算出SOC,对高于SOC均值的电池单体进行耗散均衡,最终SOC标准差为0.047 8%,95%置信区间为[0.029 8%, 0.117 3%]。该算法提高了电池单体在放电过程中的均衡性、均衡效率,而且没有过度均衡,避免了能源浪费,对提高无人直升机运行的可靠性具有重要意义。
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  基于K-Means聚类分析的串联电池组主动均衡策略

  李妍, 孙建龙, 何大瑞, 王庭华, 余良辉

  电源技术. 2020, 44(6): 884-887. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2020.06.024

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  由于电池单体所处温度场不均匀以及电池单体内阻、库仑效率等参数的不一致,电池组在反复充、放电过程中会产生电池单体剩余电量不一致的现象,限制了电池组整体的可用容量。为此,提出了一种基于K-Means聚类分析的串联电池组主动均衡策略,该方法以电池荷电状态(SOC)一致性为均衡目标。以8节三元锂电池串联构成的电池组作为实验对象,在搭建的电池均衡实验平台上进行了实验验证,结果表明,电池组均衡操作前后可用容量分别为1.75和1.87 Ah,经过均衡,可用容量提升了6.86%,证明了所提出的均衡策略的有效性。
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  基于实现电池组串并联切换的管理系统研究

  任嘉祥, 董新华, 王星, 沈力, 沈文卓

  电源技术. 2020, 44(6): 888-890. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2020.06.025

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  目前商用电动汽车的主要能源提供设备电池包均采用电芯并联-串联结构为电机和负载提供足够高的驱动电压和电流。而电芯的串联结构会因差异性导致其在充电时获得不同分压,进而影响电芯的使用效率和寿命。针对电池包的电芯串联结构,以提升电芯的使用效率为目标,设计了一款基于CSU38M20芯片的可实时进行串并联切换的电路智能管理系统。通过在电池组之间加入继电器作为通断开关,由微控制单元控制不同继电器,从而实现不同结构的切换。测试结果显示,基于电路智能管理系统,样品电芯采集电压误差均值为0.67%。同时,控制芯片根据采集电压可以实现电路串并联切换。该系统为均衡电芯电压及提高电芯利用率提供了新的设计思路和解决方案。
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  纯电动汽车铝合金电池箱结构优化设计

  孙海明

  电源技术. 2020, 44(6): 891-895. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2020.06.026

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  分别对动力电池组的箱体进行结构静力学分析、模态分析和振动试验分析。结果显示：两种极限工况下,电池箱最大应力分别为26.739、70.128 MPa,均小于材料的屈服强度。模态分析时,电池箱的第一阶频率大于21 Hz,并且固有频率避开了33 Hz,振动试验分析显示,较大载荷下Y方向的应力处于形变危险区域,X和Z方向上符合相关标准要求。根据仿真分析的结果对托架和盒体进行了合理结构优化。
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  兆瓦级全钒液流电池储能系统模块开发

  刘纳, 王茜, 马军, 张爱芳, 杜涛

  电源技术. 2020, 44(6): 896-898. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2020.06.027

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  兆瓦级全钒液流电池储能系统模块是大规模全钒液流电池储能电站的基本单元,可以减少现场施工量,便于运输安装。对兆瓦级全钒液流电池储能系统模块进行了开发设计,并进行了性能和安全测试。开发设计的兆瓦级全钒液流电池储能系统模块能量效率大于76%,具有过压、欠压、过充电、过放电、荷电状态(SOC)过高、SOC过低、温度过高、温度过低、流量过高、流量过低、压力过高、正负极压差过高、泵通信状态等保护功能。
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  全钒液流电池储能电站运维检测技术研究

  马力, 刘纳, 朱斯, 杨俊丰, 史学伟

  电源技术. 2020, 44(6): 899-901. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2020.06.028

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  随着电力技术的发展以及能源互联网建设,大规模储能技术得到广泛应用,相关状态检测评价及运维技术也得到重视。通过荷电状态(SOC)监测精度、电解液在线恢复技术两方面,阐述了全钒液流电池储能电站运维检测技术。以储能系统充放电能量为基准,考察了SOC监测精度,充电过程中SOC精度小于2%,放电过程SOC精度小于1%。通过电解液在线恢复装置对储能系统能量进行了在线恢复。
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  通信基站备用电池的云储能系统设计与应用

  岑海凤, 许苑, 王军伟, 巩欣, 慈松

  电源技术. 2020, 44(6): 902-904. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2020.06.029

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  通信基站中电池系统长期处于备电工作模式,造成较低的资产利用效率,数字储能系统的应用将促进备用电池储能系统管控智能化水平的发展。基于数字储能系统,提出具有本地自治功能的通信基站备用电池储能系统设计和云储能系统的运营模式,并结合应用示范案例进行通信基站备用电池储能的经济分析,验证了该设计的有效性。该研究将为通信基站中储能系统的设计、运维提供借鉴,保障泛在电力物联网在通信系统中的应用。
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  基于GPRS的蓄电池组云监测系统设计

  王君瑞, 向上, 单祥王闯, 郭腾

  电源技术. 2020, 44(6): 905-907. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2020.06.030

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  蓄电池作为新能源微电网广泛使用的一种储能设备极大地影响着其运行的稳定性。考虑到大多数新能源微电网多建设在偏远地区,设计了一种基于通用无线分组服务(GPRS)的蓄电池组云监测系统。系统底层通过控制器对蓄电池组进行充放电控制以及蓄电池数据的监测,并借助GPRS通讯技术将数据传输到云服务器后端进行处理。用户可通过访问云监测系统前端实现对多个蓄电池实时多状态数据监测,从而使用户能够随时随地发现蓄电池问题并及时更换。
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  退役电池储能系统中可重构电池网络技术应用

  许苑, 李涛, 周杨林, 慈松

  电源技术. 2020, 44(6): 908-910. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2020.06.031

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  可重构电池网络在电动汽车电池组、备用电源和储能系统中应用广泛。灵活的电池拓扑重构可实现电池单体间差异化管理,在电-热-安全管控中发挥作用。可重构电池网络技术应用于退役电池储能系统,革新动力电池梯次利用的分选、重组环节,有效解决电池差异化带来的安全性问题。将可重构电池网络应用于退役电池储能电站设计,围绕可重构电池网络设计的原理、技术优势和应用案例,介绍可重构电池网络在退役电池储能系统中的应用,以期为大规模退役动力电池梯次利用提供借鉴。
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  基于改进ECSA算法的机载储能系统方案

  孙毅刚, 姚旭

  电源技术. 2020, 44(6): 911-915. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2020.06.032

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  在机载直流配电网加改装储能系统过程中,需要考虑到系统内部蓄电池与储能电容的匹配。采用快速傅里叶变换(FFT)算法对蓄电池以及储能电容进行功率分配,构造出各自等效电路模型,并通过引入功率增强因子g对其联合供电特性进行分析。以蓄电池与超级电容的初始安装费用、质量以及后期维护换件成本建立多目标优化数学模型,采用改进带精英策略的布谷鸟搜索算法(ECSA)对蓄电池与超级电容的匹配方案进行选取,得到满足系统约束的最优匹配方案,验证了该算法在方案选取中的有效性。
综述
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  石榴石型Li₇La₃Zr₂O₁₂固体电解质改性的研究进展

  杨剑, 戴仲葭, 杜泽学

  电源技术. 2020, 44(6): 916-919. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2020.06.033

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  固体电解质作为全固态锂电池的核心,引起了广泛的研究兴趣。石榴石型Li₇La₃Zr₂O₁₂ (LLZO)固体电解质具有较高的离子电导率、较高的机械强度、较低的界面电阻和较好的化学稳定性,介绍了LLZO在固态锂电池中的应用,阐述了结构改性(掺杂和添加烧结助剂)和工艺优化(烧结气氛、特殊烧结工艺和薄膜化)对其晶体结构、离子电导率及致密度的影响。对LLZO固体电解质目前存在的问题进行了探讨和总结,这对于该类固体电解质发展具有重要的意义。
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  锂离子电池健康管理问题研究综述

  王帅, 韩伟, 陈黎飞, 张筱辰

  电源技术. 2020, 44(6): 920-923. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2020.06.034

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  随着锂离子电池的广泛应用,其健康管理和寿命评估成为电池安全领域的挑战和热点研究问题。将锂离子电池健康管理技术与其他学科方法相结合,有着良好的可行性与广阔的前景,但目前国内外的相关研究应用仍处于初级阶段。在广泛调研国内外相关研究的基础上,从锂离子电池健康管理角度出发,对模型驱动和数据驱动的锂离子电池健康管理问题的相关研究进行综述,指出模型和数据混合驱动的重要性,并分析了锂离子电池健康管理常用的技术和成果的优缺点。在此基础上,分析了该领域存在的问题与挑战,总结了问题原因,并展望了其未来发展方向。
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  钙钛矿太阳电池的研究进展

  曾昭锋

  电源技术. 2020, 44(6): 924-927. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2020.06.035

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  钙钛矿太阳电池是目前新能源材料及器件领域研究的热点之一。介绍了钙钛矿太阳电池的发展过程及其最新研究进展,钙钛矿太阳电池的结构以及钙钛矿薄膜材料常用的制备方法,论述了目前钙钛矿太阳电池研究过程中存在的问题,并对钙钛矿太阳电池的发展前景进行了展望。
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  铅酸蓄电池板栅研究进展

  胡晨, 王绥军, 孙召琴

  电源技术. 2020, 44(6): 928-930. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2020.06.036

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  作为铅酸蓄电池的第三电极,板栅合金在整个铅酸蓄电池体系中占有重要地位。对铅酸蓄电池板栅当前研究现状进行了综述,包括板栅失效机理、传统板栅以及新型板栅的发展概况,旨在为板栅合金的成分设计以及整个板栅的结构设计提供指导,为发展长寿命、高性能铅酸蓄电池提供理论基础。