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中国化学与物理电源行业协会会刊
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2020年, 第44卷, 第9期 
刊出日期:2020-09-20
  

  • 全选
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    专家特约
  • 于志辉, 赵子萌, 李彪, 夏定国
    电源技术. 2020, 44(9): 1241-1245. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2020.09.001
    摘要 ( 9 ) PDF全文 ( 2 )   可视化   收藏
    制备了一种有序层状与无序结构复合的锂离子电池富锂正极材料Li1.2Ni0.2Mn(0.6-x)TixO2(0<x<0.6),通过镍元素激发电极材料的电化学活性;引入Li2MnO3,优化热处理温度,调控有序层状-无序结构复合的相比例。所制备的Li1.2Ni0.2Mn0.4Ti0.2O2在经过700 ℃热处理后比容量达到341 mAh/g,比能量达到1 018 Wh/kg。
  • 研究与设计
  • 王继锋, 寇亮, 张超, 刘增
    电源技术. 2020, 44(9): 1246-1249. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2020.09.002
    摘要 ( 8 ) PDF全文 ( 1 )   可视化   收藏
    为提高LiNi0.88Co0.09Mn0.03O2的电化学性能与热稳定性,采用ZrO2掺杂和MgO包覆,成功合成一系列正极材料。采用粉末衍射仪、扫描电子显微镜、差失扫描量热仪、充放电测试仪、电化学阻抗对材料的物理性能与电化学性能分析测试。结果表明,相比纯样品,掺锆与掺锆包镁材料的热稳定性分别提高了5.7与8.3 ℃;其100次循环后容量保持率由82.52%分别提高至91.68%与95.96%,并且有比较好的倍率性能;电化学阻抗减小至275.9 Ω,证实了掺锆包镁可有效改善材料的循环性能与热稳定性。
  • 刘秋伟, 黄昊, 张贵锋
    电源技术. 2020, 44(9): 1250-1253. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2020.09.003
    摘要 ( 7 ) PDF全文 ( 1 )   可视化   收藏
    将直流电弧法和硫化反应法结合起来制备了Zn/ZnS锂离子电池负极材料,通过调节硫化工艺参数控制Zn粒子的硫化程度、Zn/ZnS组成及ZnS物相,分析了Zn/ZnS负极材料的电化学性能。结果表明,ZnS的含量随温度升高而增加,在低温下ZnS为立方相,随硫化温度的升高,立方ZnS的相对量越来越少,最终全部转变为六方ZnS相。Zn/ZnS负极材料的循环性能随硫化温度的增加而先增加后降低,300 ℃时样品由Zn、立方ZnS以及少量六方ZnS组成,表现出了最好的循环性能,在500 mA/g的充放电电流密度下,300次循环后其比容量仍为232.1 mAh/g。电化学阻抗谱测试表明,相比于六方ZnS,立方ZnS具有更好的锂离子传导能力。
  • 赵珊珊, 王炜娜, 罗广求, 梁达
    电源技术. 2020, 44(9): 1254-1255. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2020.09.004
    摘要 ( 7 ) PDF全文 ( 7 )   可视化   收藏
    采用高密度NCA材料,通过正极材料的选型优化,电极面密度、隔膜、电解液等重要电化学参数的设计优化,成功制备2.852 Ah的18650电池,比能量达到252 Wh/kg。电池具有良好的倍率性能与循环寿命:1 C倍率的容量保持率大于99%;地面模拟LEO轨道循环寿命长达2年,并通过了《GJB6789-2009空间用锂离子蓄电池通用规范》规定的环境适应性实验。研制的高比能长寿命锂离子电池可应用于商业航天等微系统卫星电源系统,满足商业航天发展对航天器产品提出的轻小型、低功耗、高可靠的要求。
  • 丁亚军, 徐晶, 丁凡, 杨勇, 王翔
    电源技术. 2020, 44(9): 1256-1259. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2020.09.005
    摘要 ( 9 ) PDF全文 ( 1 )   可视化   收藏
    为研究锂离子电池热特性机理,针对电池表面自然对流换热系数展开研究,通过实验得到了电池基本生热参数并以此建立了单体锂离子电池生热模型,仿真分析了恒温条件下不同放电电流的表面自然对流换热系数。结果表明:恒温测试环境下,放电电流越大,电池温升速率越快,总内阻增大,实际放电能力呈非线性变化趋势;自定义生热速率下,电池表面自然对流换热系数随着放电深度的增加而提高,放电电流越大对流换热系数上升速率越快。
  • 马强, 董建园, 郑力得
    电源技术. 2020, 44(9): 1260-1265. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2020.09.006
    摘要 ( 11 ) PDF全文 ( 2 )   可视化   收藏
    锂离子电池散热良好可防止电池过快老化或热失控原因造成寿命缩短。设计电池风冷散热结构,该结构结合串行与并行风道的优点,优化散热效果及风道的空间占比。通过ANSYS FLUENT软件对风道的散热效果进行仿真建模及分析,10 C倍率中最大温差控制在9.8 K以内。与传统并行风道相比,增加两组辅助散热孔后最高温度降低6.3 K,增加气体引流板后,改善流场均匀性,将最大温差缩小到5.9 K。该模型相比于串行风道温度更均衡。
  • 马可人, 李城剑, 张岩
    电源技术. 2020, 44(9): 1266-1269. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2020.09.007
    摘要 ( 15 ) PDF全文 ( 1 )   可视化   收藏
    对铝壳电池封口焊接进行试验及研究,对焊接不良类型及原因进行了深入分析,通过提高焊接设备CCD拍照的准确性和焊接区域清洁度,优化原材料的尺寸配合度及铝材成分、保护气种类的选择与流量设置,改善焊接工艺参数设计等方面,取得了较好的焊接效果;对动力电池铝壳激光焊接工艺质量提升具有一定的现实指导意义。
  • 钱建文, 杜翀, 田欣, 朱士彬
    电源技术. 2020, 44(9): 1270-1273. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2020.09.008
    摘要 ( 10 ) PDF全文 ( 1 )   可视化   收藏
    针对传统模糊神经网络估计锂电池荷电状态(SOC)方法精度低、收敛速度慢的问题,采用模糊规则优化算法对神经网络的结构进行优化,加快了网络的收敛速度。通过分析锂电池实际使用工况,将影响电池当前容量的两个参数,即循环次数与循环之间的静置时间,与电池电压、电流、温度统一作为影响SOC估计精度的因子。MATLAB仿真结果表明,改进后的模糊神经网络算法的精度和收敛速度较传统的模糊神经网络算法更优。
  • 田冬冬, 李立伟, 杨玉新
    电源技术. 2020, 44(9): 1274-1278. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2020.09.009
    摘要 ( 10 ) PDF全文 ( 1 )   可视化   收藏
    准确估测电池当前荷电状态(SOC)是电池储能系统是否安全可靠的重要指标。根据锂电池内部实际动态特性,提出一种改进BP神经网络和扩展卡尔曼滤波(EKF)相结合的锂离子动力电池SOC估计方法。优化BP神经网络前馈分析计算解决传统BP信噪比低的问题,将训练成功的改进BP神经网络用于补偿EKF算法的估计误差,最后在Matlab/Simulink上搭建仿真模型进行实验。结果表明,与单纯的EKF算法相比,所提出的改进SOC估计方法的估算误差在2%以内,具有良好的矫正性和鲁棒性,能有效提高SOC的估计精度。
  • 赵启臣, 张青松, 白伟
    电源技术. 2020, 44(9): 1279-1281. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2020.09.010
    摘要 ( 8 ) PDF全文 ( 1 )   可视化   收藏
    热失控作为锂离子电池的失效方式之一,如何对其早期预警成为目前关注的焦点。通过对锂离子电池在恒温静置与单边受热状态下进行实验,验证锂离子电池内部温度与单频率相位角的相关性。结果表明:在30~60 ℃范围内,锂离子电池相位角随其内部温度的升高而单调增加;以二项式为回归方程,基于最小二乘算法对在低频(5 Hz)至高频(500 Hz)范围内的相位角与电池内部温度进行拟合,发现二者均具有良好的拟合优度。选取5 Hz相位角进行单边加热实验,发现无论在恒温静置还是单边加热状态下,单频率相位角与电池内部温度均存在二阶线性关系。该研究结果及实验方法对开发交流阻抗实时监测电池温度技术具有重要的实际意义。
  • 胡宇, 王智虎
    电源技术. 2020, 44(9): 1282-1286. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2020.09.011
    摘要 ( 7 ) PDF全文 ( 4 )   可视化   收藏
    运用交流阻抗谱(electrochemical impedance spectroscopy,EIS),激光厚度扫描,计算机断层扫描(computed tomography,CT),扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM) & 能谱仪(energy dispersive spectromete,EDS)和不同SOC极片界面分析对电芯的循环膨胀失效进行了研究。EIS表明,循环厚度异常和电芯SEI膜偏厚有关;激光厚度扫描和CT表明电芯厚度异常来源于电芯头尾部起翘和内部极片间隙。SEM & EDS表明起翘的区域可能存在较厚的SEI膜和析锂。不同SOC下的极片界面分析表明,阳极极片屋檐区域存在更高的SOC,当电芯满充时候,该区域会出现析锂。研究及验证结果表明电芯头尾部起翘,是由电芯内部阳极屋檐区域,偏弱的电极界面和特殊的锂离子传递路径叠加引起了析锂和SEI膜增加的失效模式。降低电芯充电倍率,提高锂离子在阳极的迁移速率可以有效解决该循环膨胀问题。
  • 李泽群, 杨建国
    电源技术. 2020, 44(9): 1287-1292. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2020.09.012
    摘要 ( 9 ) PDF全文 ( 2 )   可视化   收藏
    为改善电动汽车动力电池的工作温度,设计了基于相变材料的被动式动力电池热管理系统,建立三维电池热模型。通过数值模拟方法,研究不同混合比例下的膨胀石墨/石蜡复合材料热物性参数(导热系数、相变潜热、比热容等)对电池热管理系统性能的影响。结果表明:相变冷却可以有效降低放电过程中电池的最高温度。相同体积下,膨胀石墨质量分数为5%~10%时,膨胀石墨/石蜡复合材料的储热性能最佳:可使电池在1 C放电/环境温度25 ℃工况、1 C放电/环境温度35 ℃工况、2 C放电/环境温度25 ℃工况下,电池最大温差控制在1.07、1.30、3.42 ℃,电池最高温度控制在38.4、41.3、46.1 ℃,与无相变材料冷却相比分别下降1.78、9.18、6.73 ℃。
  • 李瑜, 王昆磊, 原沁波, 赵鸣, 刘世斌
    电源技术. 2020, 44(9): 1293-1296. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2020.09.013
    摘要 ( 9 ) PDF全文 ( 1 )   可视化   收藏
    可充电锂空气电池具有高的理论能量密度,被认为是新型电动汽车领域里最有潜力的能量储存与转换系统。首先对碳纳米管阵列进行氮原子掺杂及表面氧化,形成结构稳定的氮掺杂碳纳米管阵列材料,然后采用热回流法对氮掺杂碳纳米管表面以杂化复合的形式结合纳米Co3O4粒子,形成锂空气电池空气电极。通过扫描电子显微镜、X射线衍射、Raman、XPS等进行表征,结果显示氮掺杂碳纳米管阵列表面上均匀结合纳米Co3O4颗粒,直径约为50~100 nm左右。以纳米Co3O4/氮掺杂碳纳米管阵列为空气电极,与金属锂片构成锂空气电池,并进行电池充放电性能、循环伏安和交流阻抗等电化学测试,结果表明,在电流密度为0.05 mA/cm2的条件下循环40次后仍能保持较稳定的循环性能,与纯氮掺杂碳纳米管阵列相比,锂空气电池的充放电性能有了明显的改善。
  • 郭意博, 赵哲, 李宇超, 戚惠颖, 程谟杰
    电源技术. 2020, 44(9): 1297-1300. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2020.09.014
    摘要 ( 8 ) PDF全文 ( 1 )   可视化   收藏
    研究了反应磁控溅射(magnetron sputtering)技术制备的纳米厚度YSZ电子阻隔层对以GDC为电解质的低温固体氧化物燃料电池性能的影响。通过对YSZ隔层的物相分析、形貌观察,探究了不同基底溅射温度对YSZ隔层的影响。随着基底溅射温度的升高,YSZ隔层的针状孔洞减少,说明高温溅射有利于制备与GDC电解质膜结合良好的薄膜。在550 ℃下电池的VOCV(开路电压)提升了0.04 V,最大功率密度提升了24%。结果表明磁控溅射沉积的电子阻隔层能够有效阻隔电子电导,提升电池的开路电压。
  • 孙澳, 谈金祝
    电源技术. 2020, 44(9): 1301-1304. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2020.09.015
    摘要 ( 10 ) PDF全文 ( 1 )   可视化   收藏
    质子交换膜(proton exchange membrane, PEM)燃料电池中双极板与气体扩散层(gas diffusion layer, GDL)之间的接触压力及其分布均匀性对电池性能至关重要,基于有限元方法建立了一个完整的单电池有限元模型,模拟了6种不同的螺栓装配方式下GDL与双极板之间的接触压力及其分布,研究了螺栓数目及位置分布对PEM燃料电池接触压力的影响。有限元模拟结果表明:在相同的总螺栓载荷下,螺栓数目及位置分布不同均对GDL与双极板之间的接触压力及其均匀性有明显的影响,螺栓数目增加,接触压力随之增大,接触压力均匀性也随之提升,在本研究工作中第5种螺栓装配情况下接触压力均匀性最好。
  • 吴国强, 苟湘
    电源技术. 2020, 44(9): 1305-1308. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2020.09.016
    摘要 ( 15 ) PDF全文 ( 1 )   可视化   收藏
    由于现实应用中电子元件的物理紧凑性,散热原件需要做出相应的弯曲角度调整。通过实验,定量的分析了充液率为30%、尺寸为500 mm×60 mm×1.5 mm的超薄平板热管在弯折角度为90°、135°和竖直热管的性能差异。研究了在1×10-3 Pa真空条件下,加热功率(30~100 W)和风速(2~8 m/s)对平板热管传热性能的影响。实验数据得出,竖直情况下热管的传热性能远高于135°,而90°的传热性能最差。竖直热管的当量导热系数可以达到18.08 kW/(m·K),而90°热管的当量导热系数是8.26 kW/(m·K)。
  • 胡浩, 魏书荣, 朱宏涛, 宋昆, 尚国政
    电源技术. 2020, 44(9): 1309-1311. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2020.09.017
    摘要 ( 8 ) PDF全文 ( 1 )   可视化   收藏
    为掌握甲醇燃料电池工作特性,更好地管控燃料电池运行状态,需准确测量电池特征参数。采用ATMEGA8L微控制器在无外接芯片或辅助电路的前提下实现对电池电压的高精度测量,运用DA18B20数字温度传感器进行温度测量,提升测量中的抗干扰性。利用直接测量的电压、温度、电流值等数据,作为输入参数,间接测量燃料浓度。通过实验得出:燃料电池电流值通过电子负载设定,电流值与燃料浓度相关,该方法能够辅助甲醇燃料电池工作在最佳功率输出点附近,充分发挥电池性能。
  • 甘永进, 蒋曲博, 覃斌毅, 李清流
    电源技术. 2020, 44(9): 1312-1315. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2020.09.018
    摘要 ( 10 ) PDF全文 ( 2 )   可视化   收藏
    采用太阳电池模拟软件SCAPS-1D,对以CuGaO2为空穴传输层的钙钛矿太阳电池进行数值模拟,设计电池器件结构为FTO/TiO2/CH3NH3PbI3/CuGaO2/Au,讨论了吸收层厚度及缺陷态密度、电子传输层厚度、电子亲和势、金属背电极功函数对电池性能的影响。通过模拟优化,电池性能得到一定提高,优化后的I-V特性为:Voc=1.20 V,Jsc=24.36 mA/cm2,FF=87.31%,ηPCE=25.61%,为新型、高效钙钛矿太阳电池的结构设计以及工艺制备提供一定的指导思路。
  • 郭庆, 潘洪刚, 薛玉明, 冯少君, 张黎明
    电源技术. 2020, 44(9): 1316-1320. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2020.09.019
    摘要 ( 7 ) PDF全文 ( 1 )   可视化   收藏
    以化学水浴法制备Zn-O-S薄膜,82 ℃条件下,先在烧杯中依次加入硫酸锌、硫酸铵、氨水,再加入不同浓度的硫脲后,得到Zn-O-S薄膜。使用台阶仪、扫描电镜、X射线衍射、紫外分光光度计对样品进行表征分析,得到薄膜的厚度、结晶形貌、物相特征、光学特性等,利用Tauc公式,导入外推切线得到样品的光学带隙,通过这些信息分析硫脲浓度对样品的影响。当硫脲浓度为0.167 mol/L时,衬底上晶粒紧密孔隙小、杂质少,ZnO纳米棒、大尺寸晶粒都最少;XRD衍射图谱中,在28.5°及31°附近出现明显的衍射峰,分别对应(111)晶向的ZnS和(100)晶向的ZnO;该条件下样品的光学带隙为3.52 eV,是最低的。
  • 李清流, 甘永进, 覃斌毅, 莫沛, 蒋曲博
    电源技术. 2020, 44(9): 1321-1323. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2020.09.020
    摘要 ( 15 ) PDF全文 ( 1 )   可视化   收藏
    设计以SnO2为电子传输层,Cu2O为空穴传输层的钙钛矿太阳电池。以太阳电池模拟软件SCAPS-1D对结构为FTO/SnO2/Perovskite/Cu2O/carbon的太阳电池进行数值模拟仿真,探讨吸收层缺陷态密度、界面层缺陷态密度、金属背电极功函数以及工作温度对钙钛矿太阳电池性能的影响。由仿真结果可知,当吸收层、电子传输层与吸收层界面以及吸收层与空穴传输层界面的缺陷态密度分别为109、1015及1015 cm-3,金属背电极功函数大于4.9 eV时,工作在温度为300 K下的电池取得了较佳的结果:Voc=1.11 V,Jsc=24.23 mA/cm2,FF=86.67%,ηPCE=23.40%。
  • 董莉, 郄毅鹏, 姚元鑫, 张旭, 邹世纯
    电源技术. 2020, 44(9): 1324-1325. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2020.09.021
    摘要 ( 9 ) PDF全文 ( 1 )   可视化   收藏
    梳理和总结了地球同步轨道(以下简称GEO轨道)东四平台三结砷化镓太阳电池阵的初期在轨遥测数据与地面测试数据的比对方法,该方法对卫星太阳电池阵地面测试具有重要的指导意义。并按照此方法对东四平台多颗卫星太阳电池阵的初期遥测数据与地面测试数据进行比对汇总,结果表明二者总电流偏差的变化趋势是波动的,且波动范围比较小,说明地面测试状态是稳定的。
  • 赵慧, 张少如, 张桂改
    电源技术. 2020, 44(9): 1326-1330. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2020.09.022
    摘要 ( 14 ) PDF全文 ( 1 )   可视化   收藏
    光伏组件始终工作在最大功率点(MPP)处是提升光伏系统中能量转化效率最有效的方法。传统的扰动观测法(P&O)具有算法简洁、跟踪效率高的特点,但常常无法兼顾最大功率跟踪速度和稳态精度,并且传统的扰动观测法还存在着当环境突然变化时因跟踪点漂移而发生误判的现象。为此提出了一种分段自适应变步长扰动观测法。在MPP周围以2%Pmax区间为分界将跟踪区域划为三部分,根据距离MPP的远近及位置选用三种不同的跟踪步长进行扰动跟踪,并且在初始跟踪时根据光强的强弱设置了相应的基础占空比,达到了快速跟踪的效果,并在一定程度上有效阻止了因环境突变跟踪点发生误判的问题。经仿真验证该算法能够达到设计效果,在性能上优于传统P&O算法。
  • 曹娜娜, 贺虎, 杨广, 石梦奇
    电源技术. 2020, 44(9): 1331-1333. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2020.09.023
    摘要 ( 8 ) PDF全文 ( 1 )   可视化   收藏
    微型砷化镓太阳电池模块是一款微型光伏发电单元,采用N片宇航级三结砷化镓太阳电池,平均转换效率30.0%(AM0,1sun,1 367 W/m2, 25 ℃)。通常情况下,在面积受限、高功率输出、环境耐受性好的需求背景下,使用宇航级三结砷化镓太阳电池模块更具优势。在地面使用环境下,单片砷化镓太阳电池的标准设计电压是2.75 V,工作电流是14.8 mA(面积15.15 mm×7.5 mm),采用2S2P的结构设计了微型砷化镓太阳电池模块,其最佳输出功率为158 mW,适用于可穿戴、物联网、野生动物追踪、保护和定位器等领域,可作为一次电源直接为储能电源或电子类产品供电。
  • 张计科, 王美臣
    电源技术. 2020, 44(9): 1334-1337. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2020.09.024
    摘要 ( 10 ) PDF全文 ( 1 )   可视化   收藏
    LCL滤波器在谐振频率处存在的谐振尖峰,将使系统振荡,影响电能质量,因此需要进行有效的阻尼。针对该问题,在三相LCL型光伏并网逆变系统中采用电容串联型无源阻尼电流双环控制策略来修善LCL滤波器的幅频曲线,以抑制谐振特性,提高系统性能。同时,深入分析内环采用不同的参数作为反馈变量对系统的影响。最后在MATLAB/Simulink软件中进行仿真,经理论分析和仿真验证,该控制策略可以有效地抑制谐振尖峰、提高系统性能和减小并网电流的谐波含量。
  • 王树东, 史海燕, 范世勇, 酒康
    电源技术. 2020, 44(9): 1338-1341. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2020.09.025
    摘要 ( 8 ) PDF全文 ( 1 )   可视化   收藏
    针对分布式光伏高比例接入给配电网的经济和安全稳定运行带来的种种挑战,提出了一种基于USTPF(超短期功率预测)的分布式光伏集群有功协调控制策略。首先对分布式光伏集群并网结构进行了建模和分析;其次,考虑各光伏集群的超短期功率预测,根据预测能力的百分比并结合公平性将功率顺序分配给各光伏电站集群;最后以某地区电网为例,将该地区的光伏电站划分为三个集群,分析了超短期功率预测与集群调度功率在两种情况下对输出功率的影响与消纳情况,验证了功率协调控制策略的有效性。
  • 张红梅, 王京亮, 石斌, 王庆杰
    电源技术. 2020, 44(9): 1342-1344. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2020.09.026
    摘要 ( 9 ) PDF全文 ( 1 )   可视化   收藏
    通过物理球磨法和化学还原法制备了Ag掺杂的CFx复合材料,分别以CFx材料、制备的复合材料为活性物质,装配成2 Ah的锂氟化碳软包电池,探讨了Ag掺杂方法对电池电化学性能的影响。采用XRD、SEM、EDS对制备的正极片的物相结构、形貌进行测试,用恒电流放电对电池的倍率性能进行测试。结果表明,化学还原法制备的CFx /Ag-2材料电导率最高,以CFx /Ag-2复合材料为活性物质制备的电池电化学性能最好。与CFx 电池相比,0.1 C放电,CFx /Ag-2电池无电压滞后现象,0.5 C、1 C倍率放电,CFx /Ag-2电池低波电压分别提高0.83、0.92 V;0.1 C、0.5 C、1 C倍率放电,CFx /Ag-2电池平台电压分别提高0.258、0.302、0.236 V;1 C倍率放电,软包电池表面最高温度39 ℃。
  • 张勤进, 孙小童, 刘彦呈, 庄绪州, 许晨
    电源技术. 2020, 44(9): 1345-1347. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2020.09.027
    摘要 ( 8 ) PDF全文 ( 1 )   可视化   收藏
    提出一种混合储能系统协调控制策略,利用虚拟阻抗和虚拟电压源,实现混合储能功率分配和超级电容荷电状态(state of charge, SOC)恢复,并有效减少超级电容SOC恢复对功率分配效果的影响。在MATALB/Simulink中仿真验证了所提控制策略的有效性。
  • 汤秀芬, 米晨
    电源技术. 2020, 44(9): 1348-1350. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2020.09.028
    摘要 ( 15 ) PDF全文 ( 1 )   可视化   收藏
    分析通信用后备电源锂电池组均衡充电的特点,提出大阈值电压的均衡控制策略。据此设计制作了锂离子电池组均衡控制电路,分别对电池组进行0.1 C、0.25 C和0.5 C倍率的均衡充电测试。实验结果表明:当电池组因电力系统发生故障放空容量且电力系统又恢复正常后,对充电速度要求较高,宜采用大电流大阈值的均衡充电方式,迅速有效地将电池组充满电,确保后备电源给通讯设备提供稳定的电能。当电池组均衡充电结束后,设定为脉冲浮充充电状态,以节约电能。
  • 马宏忠, 吴元熙, 劳文洁, 郑茜匀, 王春宁
    电源技术. 2020, 44(9): 1351-1355. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2020.09.029
    摘要 ( 11 ) PDF全文 ( 1 )   可视化   收藏
    为寻求有效的储能电池早期故障(异常)诊断方法,提出一种基于振动信号变化的储能电池过充故障特征识别技术。针对储能电池内部故障(异常)发生后其壳体振动信号的改变,采用基于多分辨率奇异值分解(MRSVD)和时频灰度图的方法提取过充特征参数。首先采集储能电池不同工况下壳体的振动信号,对其进行MRSVD降噪处理,然后对降噪后的信号进行离散S变换得到信号的时频图像,计算出图像灰度共生矩阵的特征参数作为储能电池过充状态的诊断参数。实际储能电池过充的模拟实验结果表明,能量、熵、对比度三个特征参数在电池过充状态与正常充电状态有明显变化,因而振动信号的能量、熵、对比度可以作为识别过充故障的有效依据。
  • 李斌飞, 崔世钢, 祖林禄
    电源技术. 2020, 44(9): 1356-1359. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2020.09.030
    摘要 ( 8 ) PDF全文 ( 1 )   可视化   收藏
    为保障以电池组作为能源的可移动医疗设备可靠运行,设计了一种可移动医疗设备电池监控系统,对医院内所有急救类、生命支持类可移动医疗设备电池的放电状态与剩余电量进行实时监控。通过分析系统原理,对检测电路,通信电路以及监控分析软件进行了设计,基于WiFi通信技术实现了多设备电池运行数据的采集和传输。基于电池的电压、电流和温度信息,设计了径向基函数(RBF)神经网络对可移动医疗设备锂电池的荷电状态(SOC)进行实时估计,为可移动医疗设备电池的可靠运行提供保障。
  • 曾小波, 徐恒山, 宋俊辉
    电源技术. 2020, 44(9): 1360-1365. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2020.09.031
    摘要 ( 8 ) PDF全文 ( 1 )   可视化   收藏
    将单相Boost变流器用于车载充电机(onboard charger, OBC)的前级电路,为OBC的后级DC/DC电路提供稳定的直流输入电压,同时实现功率因数校正(power factor correction, PFC)功能。分析了单相Boost PFC中电流纹波、电感体积和效率与PFC电感值的关系,以电流纹波、电感体积和效率为电感值的边界设计条件,得到了电感值的上限值和下限值,对单相Boost PFC的电感值进行了优化设计。开发了一台3 kW单相Boost PFC样机,实验结果表明,样机的满载效率和功率因数分别可达97.5%和99.9%。
  • 王占国, 郑凯元, 张维戈, 齐洪峰
    电源技术. 2020, 44(9): 1366-1370. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2020.09.032
    摘要 ( 7 ) PDF全文 ( 4 )   可视化   收藏
    GaN高电子迁移率晶体管(high electron mobility transistor,HEMT)作为新一代功率开关器件,越来越多地应用于各类高频电力电子功率变换器中。由于GaN HEMT属于超高频器件,驱动电路设计需要考虑电磁兼容及杂散参数的影响,与以往Si MOSFET(metal oxide semiconductor field effect transistor)管差异较大。通过实例阐述了GaN HEMT驱动电路设计方法,并通过双脉冲实验验证了在额定电流下,该驱动电路可以控制管子实现可靠开通、关断。最终,搭建了450 W GaN HEMT全桥移相电路实验平台,对比了GaN HEMT与Si MOSFET管在相同的隔离型功率变换器中应用的性能差异。
  • 呙成, 章玄, 杨旸, 刘海瑞
    电源技术. 2020, 44(9): 1371-1374. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2020.09.033
    摘要 ( 6 ) PDF全文 ( 2 )   可视化   收藏
    提出一种基于卫星测试用电源和电子负载的蓄电池模拟器实现方法,采用接口电路和合理的上位机软件来控制系统充放电状态和蓄电池特性设置。控制软件由系统功能控制模块、仪器通讯采集与控制模块、模拟与计算模块、数据存储模块、人机界面五个模块构成,共同完成蓄电池模拟器的遥测遥控、采样、保护和计算等功能。提出一种电源和电子负载的设置方案,使得蓄电池模拟器在充放电状态之间可以平滑切换。通过硬件开关,可完成蓄电池输出电压近端控制和远端控制的切换。通过软件,蓄电池模拟器既可工作在恒定模式,又可工作在曲线模式。提出的蓄电池模拟器方案,既提高了效率和保护点测试时的准确度,又能满足蓄电池Taper充电功能的测试需求,同时也降低了开发成本。最后,通过仿真和实验验证了该方案的可行性。
  • 孙英, 苑子鹏, 宫飞翔, 陈铮, 郑岩
    电源技术. 2020, 44(9): 1375-1378. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2020.09.034
    摘要 ( 9 ) PDF全文 ( 2 )   可视化   收藏
    针对电动汽车无线充电时线圈位置之间普遍存在水平偏移和角度偏转的不对称情况,分析了无线充电系统接收线圈在发生水平偏移后不同方向角度偏转对传输效率的不同影响。建立了无线充电系统的传输效率模型和不同位置线圈的互感模型,并利用仿真软件和实验分析了接收线圈发生水平偏移后顺时针角度偏转和逆时针角度偏转对无线充电系统传输效率的影响。研究结果表明,接收线圈发生水平偏移后顺时针角度偏转和逆时针角度偏转会对无线充电系统的传输效率产生不同影响,且发生水平偏移后逆时针角度偏转的情况对线圈位置变化的容忍度更高。
  • 赵鹏翔, 范莹, 周喜超, 李阳, 刘方
    电源技术. 2020, 44(9): 1379-1382. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2020.09.035
    摘要 ( 10 ) PDF全文 ( 2 )   可视化   收藏
    园区综合能源系统集成了电、热、冷、气等多类型能源形式,对其进行客观准确地评价,是后续开展调度管理和调整能源结构的基础。当前综合能源系统评估方法在多能互补、系统能耗等方面指标有所欠缺,对此提出考虑 效率的园区能源系统评估指标体系,并通过网络分析法(ANP)-熵权法主客观结合的赋权方法对指标赋权。最后,结合某高校综合能源微电网示范园区实际运行数据进行算例分析,验证所提评估指标体系的合理性和评估方法的有效性。
  • 综述
  • 汪伟伟, 丁楚雄, 高玉仙, 李道聪, 夏昕
    电源技术. 2020, 44(9): 1383-1386. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2020.09.036
    摘要 ( 8 ) PDF全文 ( 1 )   可视化   收藏
    在化学类储能技术中,锂离子电池在市场和政策的双驱动下成为当前的研究热点。磷酸铁锂(LFP)和三元镍钴锰酸锂材料(NCM)是目前锂离子电池应用最多的正极材料。两种材料制备的电池各有特点:例如,磷酸铁锂电池具有循环寿命长、成本低及安全性好,但是能量密度也相对偏低;而三元电池能量密度较高,但是循环和安全性差于磷酸铁锂电池,成本也相对较高。由于这两种电池自身的特点,也决定了它们的应用领域不同。对两种锂离子电池在不同领域的应用进行了概述,综合分析表明短时间内两种电池将并行发展,不会出现一种电池完全取代另一种的情况。
  • 阮丁山, 李斌, 毛林林, 吴星宇
    电源技术. 2020, 44(9): 1387-1390. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2020.09.037
    摘要 ( 8 ) PDF全文 ( 1 )   可视化   收藏
    在锂离子电池电极材料研究中,比容量高、循环性能好的电极材料一直是研究的热点。对于钴酸锂正极材料来说,其实际电化学性能如比容量、容量保持率、倍率性能等都与材料的掺杂、包覆密切相关。综合国内外取得的一些研究进展,总结和提炼了获得高性能钴酸锂的几个关键要素,其中包括:晶体结构、结构转变、合成及改性方法等。
  • 梁珊珊, 俞成丙, 周旭峰, 刘兆平
    电源技术. 2020, 44(9): 1391-1394. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2020.09.038
    摘要 ( 9 ) PDF全文 ( 7 )   可视化   收藏
    以金属锂为负极材料的锂金属二次电池被认为是最具前景的下一代高比能电池。然而,由于金属锂与电解液之间自发反应生成的固态电解质界面(SEI)在电池循环过程中的稳定性较差,加剧了锂枝晶生长、库仑效率降低和容量衰减等一系列问题,从而限制了锂金属二次电池的商业应用,因此提高SEI的稳定性是锂金属二次电池领域的研究热点。总结了近年来对SEI组分与结构进行调控以改善其稳定性的研究进展,并展望了金属锂表面SEI设计与构建的研究趋势,为金属锂负极的研究提供借鉴。
  • 朱倩莹, 李莹蕊, 顾佳俊, 刘庆雷
    电源技术. 2020, 44(9): 1395-1398. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2020.09.039
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    电极作为超级电容器储能过程中的核心部件,其材料特性对器件服役性能具有关键影响。近年来,随着化石能源的过度开发,生物碳作为新型储能材料被广泛研究。首先介绍了超级电容器的储能原理及常见的电极材料,然后对生物碳电极的制备方法进行总结,并讨论了其电化学性能的影响因素。在此基础上对生物碳及其复合材料在超级电容器电极材料领域的研究进展进行综述。