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2021年, 第45卷, 第1期 
刊出日期:2021-01-20
  

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    研究与设计
  • 李琴, 曹毅, 高云智, 尹鸽平
    摘要 ( 9 ) PDF全文 ( 1 )   可视化   收藏
    通过物理/化学沉积方法在Garnet电解质(Li6.85La2.9Ca0.1Zr1.75Nb0.25O12,LLCNZO)表面沉积不同类型过渡层,在相同条件下来综合比较其对界面改性程度的差别。采用恒流充放电、电化学阻抗谱、扫描电子显微镜等方法,研究了几种代表性过渡层[Al-doped ZnO(AZO),Si-Ti合金,C,Ti以及LiPON]对Garnet电解质/Li界面阻抗的影响。通过研究结果比较,当所沉积的过渡层与Li金属反应时,可以最大程度地降低界面阻抗(如AZO过渡层可以使界面阻抗由192 000 W/cm2降低至1 564.5 W/cm2)。其主要原因在于该类界面层的引入可以有效增加电极与电解质之间的接触面积,同时还可以均匀化界面电场的分布,从而提高抑制锂生长和穿透电解质片的能力,改善Garnet电解质与Li金属之间的界面性能。
  • 叶健诚, 叶建德, 杨洪涛
    摘要 ( 9 ) PDF全文 ( 0 )   可视化   收藏
    针对传统电池健康状态(state of health,SOH)估计方法对充电策略和数据质量的严重依赖问题,提出了一种基于电压偏移序列的SOH估计方法。该方法以新电池的充电曲线为基准序列来构建分段SOC区间的电压偏移序列,提取该序列的分布特征参数后,利用主成分分析法(principal component analysis, PCA)进行主要特征的SOH回归建模。实验结果表明:利用基于电压偏移序列对电池SOH进行预测,在不同初始SOC下的最大误差仅为1.10%,并进一步验证其在初始SOC误差±5%下的鲁棒性,电池SOH估算最大误差仍能保持在4%以内。该方法能够采用少量历史数据进行快速地估算,可用于车载和充电桩平台,对提高系统计算效率和降低成本具有重要意义。
  • 吴俊飞, 王豪, 赵文捷
    电源技术. 2021, 45(1): 10-13. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.01.003
    摘要 ( 9 ) PDF全文 ( 0 )   可视化   收藏
    针对深海低温条件下海洋观测锂电池放电能力弱的情况,设计了一种深海耐压双层保温电池舱。利用ANSYS Workbench软件仿真分析了在不同保温层厚度下电池舱内温度分布情况以及电池舱内温度随时间的变化关系。仿真结果显示,随着保温层厚度的不断增加,电池舱内温度不断升高,温度达到稳定的时间也在不断增加,并且发现选用真空保温层2 mm,聚氨酯保温层5 mm的组合保温方式最有效。
  • 张武, 孙士山, 张家福
    电源技术. 2021, 45(1): 14-17. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.01.004
    摘要 ( 10 ) PDF全文 ( 0 )   可视化   收藏
    针对传统无迹卡尔曼滤波(unscented Kalman filter, UKF)算法估计电池SOC时,在未知的干扰噪声条件下滤波精度较低和稳定性较差等问题,基于等效的二阶RC电路模型,提出自适应无迹卡尔曼滤波(adaptive unscented Kalman filter, AUKF)算法。在模型参数辨识的基础上,构建了系统状态方程以及量测方程;随后,研究了无迹卡尔曼滤波算法及其自适应调整策略。根据仿真结果可知,该算法估计的电池SOC最大误差小于2.13%,估算精度及收敛速度均好于传统无迹卡尔曼滤波算法。
  • 吴振苇, 杨波, 王君召, 韩业华, 金仁淑
    电源技术. 2021, 45(1): 18-21. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.01.005
    摘要 ( 10 ) PDF全文 ( 3 )   可视化   收藏
    以某微纳卫星为例,为了确保卫星蓄电池组在搁置实验后仍具备足够的能量满足后续飞行任务,自放电率应不大于5%。首先计算得到室温下蓄电池组自放电率最大不超过3.6%;互连电路造成蓄电池组的放电率为0.98%,因此自放电率最大为4.58%。随后根据20天的静置实验,实测得到自放电率不超过0.8%。造成二者差异的原因在于关键器件以最大裕量复核以及前期电池内部尚未稳定,造成计算值偏大。综上在整星状态下,蓄电池组静置15天后容量不小于搁置前容量的95%,满足搁置要求。同时在后续复核复算时,应按真实状态进行模拟计算,对于偏差比较大的参数通过典型数据测试,避免过设计。
  • 孟庆然, 陈海伦, 田爱华, 刘金东
    电源技术. 2021, 45(1): 22-26. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.01.006
    摘要 ( 10 ) PDF全文 ( 0 )   可视化   收藏
    合理的流场结构能够提高燃料电池性能以及燃料的利用率。通过建立新型流场结构,对新型流场的速度矢量、流道内压力分布、阴极氧含量的分布等进行了分析。研究结果表明:在流道内压降合理的情况下,在流道轴线上建立均匀分布、不同数量的矩形沟槽时,矩形沟槽数N=5为最适宜的沟槽数;在流场中分别加入波浪形沟槽、矩形沟槽和三角形沟槽,对电池性能均有所提高,其中,波浪形沟槽的效果要优于矩形沟槽和三角形沟槽。
  • 吕甜, 张雪霞
    电源技术. 2021, 45(1): 27-30. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.01.007
    摘要 ( 10 ) PDF全文 ( 0 )   可视化   收藏
    以一种新型混合型超级电容器——锂离子电容为研究对象,针对其在混合动力机车应用中的SOC估计问题,建立锂离子电容的二阶等效电路模型,采用带遗忘因子的递推最小二乘法(FFRLS)和自适应平方根无迹卡尔曼滤波算法(ASR-UKF)交叉联合的方法对锂离子超级电容的荷电状态(SOC)进行估算。FFRLS可以对动态变化的模型参数进行实时且精确的在线辨识,在获得精确的模型参数的基础上,运用ASR-UKF算法对SOC估计不断修正更新,消除系统的未知噪声所引起的误差,并且利用协方差平方根来代替协方差矩阵进行迭代运算,克服滤波发散的问题,进而获得最优的SOC估算值。通过在实验室环境下的混合脉冲功率特性(HPPC)工况和模拟工况的实验仿真,评估了该联合算法的有效性。
  • 巩鹏妮, 弓巧娟, 赵晓燕, 范嘉敏
    电源技术. 2021, 45(1): 31-33. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.01.008
    摘要 ( 12 ) PDF全文 ( 0 )   可视化   收藏
    采用一步水热法制备出Co8FeS8/氮掺杂石墨烯复合材料。用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和显微共焦拉曼对材料结构、形貌进行表征;通过循环伏安、恒电流充放电以及交流阻抗对材料的电化学性能进行测试。结果表明:在1 A/g的电流密度下比电容为691.2 F/g;在电流密度为5 A/g下,经5 000次循环后,电容保持率为85.23%。
  • 陈安国, 付紫微, 石斌, 周雄, 廖敏会
    电源技术. 2021, 45(1): 34-38. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.01.009
    摘要 ( 8 ) PDF全文 ( 0 )   可视化   收藏
    以间苯二酚、甲醛、无水碳酸钠与氧化石墨烯为原料,通过溶胶-凝胶法制备得到了石墨烯基炭气凝胶。研究了石墨烯含量对材料微观结构与性能的影响。通过SEM对其表面形貌进行观察、XRD分析其结构和BET确定比表面积与孔径分布,再对所制备的材料进行电化学性能分析。结果表明:在进行一定量的氧化石墨烯掺杂后,炭气凝胶(CAG)表面孔隙结构坍塌破损程度明显降低,材料表面的孔洞结构比较完整。掺杂氧化石墨烯能够显著降低放电初始阶段的电压降,并且可以提升材料的电容性能。将CAG-0.25组装成超级电容器,比能量达到29.69 Wh/kg,充放电循环2 000次后容量保持率为89.01%。
  • 徐金, 葛强, 李娟, 徐川翔, 吴丹丹
    电源技术. 2021, 45(1): 39-42. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.01.010
    摘要 ( 10 ) PDF全文 ( 0 )   可视化   收藏
    当光伏电池被阴影遮挡时,最大功率对应电压会出现偏移,导致传统算法追踪过程显得繁复,为解决传统最大功率点追踪(maximum power point tracking, MPPT)算法在进行功率判断时所存在的判断速度以及准确性方面的问题,提出在扰动观察法基础上加入全局比较算法(global comparison algorithm, GCA),该算法通过检测光伏电池短时间内由开路至短路过程的功率变化来进行最大功率点追踪。根据光伏电池的伏安特性设计四种不同光照强度及阴影遮挡的环境,采用光伏实验平台以及DC-DC升压电路对算法可靠性进行实验研究。结果表明:全局比较算法的加入可以有效提升扰动观察法在不同程度阴影及不同光照强度条件下追踪最大功率的时效性及可靠性,且在一个遮挡周期内,发电效率可提升5%以上。
  • 刘昶, 肖志权, 杨炎, 张家昌, 杨剑尧
    电源技术. 2021, 45(1): 43-46. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.01.011
    摘要 ( 12 ) PDF全文 ( 0 )   可视化   收藏
    为了降低光伏电池的建模难度,在光伏电池的等效电路模型基础上,对单二极管模型进行简化。为了兼顾简化模型的精确度,在考虑了引起模型误差的等效电阻等因素后,得出改进的单二极管串联模型——热电压模型,并且在热电压模型中加入环境修正参数,进而得到热电压动态模型。同时为验证该模型的有效性,在MATLAB/Simulink环境下建立仿真模型,对光伏电池输出特性进行了仿真实验和分析,并与光伏电池的四参数行为模型进行仿真结果比较。分析结果表明,在高温度和高光强下热电压动态模型比四参数行为模型更加精确。
  • 邓士锋, 许涛, 夏正月, 邢国强
    电源技术. 2021, 45(1): 47-50. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.01.012
    摘要 ( 11 ) PDF全文 ( 1 )   可视化   收藏
    基于光伏组件热斑原理,建立了光伏组件热斑温度模型,模拟不同高效技术组件热斑温度并设计实验评估其热斑温度。实验数据显示,同档位350 W半片多晶组件热斑温度较单晶PERC组件低20~30 ℃,大硅片半片多晶400 W与半片多晶350 W组件相比热斑温度相当。模拟结果与实验数据具有较好的吻合性,偏差在2%以内。数据显示大硅片半片多晶高效技术降低热斑风险,提高了光伏组件可靠性,为高功率组件热斑问题的解决提供了方向。
  • 马永翔, 王雨阳, 闫群民, 周建华, 周玉龙
    电源技术. 2021, 45(1): 51-55. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.01.013
    摘要 ( 10 ) PDF全文 ( 0 )   可视化   收藏
    在实际工程应用中,由于受复杂的环境变化影响,光伏阵列功率-电压曲线通常呈多峰值状态,使用传统方法进行最大功率跟踪时,追踪速度和准确度都无法得到满足。为解决这些不足,提出了一种基于布谷鸟搜索算法与扰动观测法相结合的光伏阵列最大功率跟踪算法,在算法前期利用布谷鸟搜索算法突出的全局搜索能力迅速找到全局最大功率点所处的大致区域;后期采用小步长的扰动观测法进行局部范围内的细致搜索,精准锁定全局最大功率点。在MATLAB/Simulink中建立了仿真模型,结果表明这种基于布谷鸟搜素算法和扰动观测法二者结合的方法追踪速度更快,误差更小,且实现稳定状态时功率波动更小,提升了光伏阵列的输出效率。
  • 郭昆丽, 闫东, 付建哲
    电源技术. 2021, 45(1): 56-59. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.01.014
    摘要 ( 9 ) PDF全文 ( 0 )   可视化   收藏
    针对传统扰动观察法追踪速度和稳态精度存在的矛盾,在此基础上进行改进,将恒定电压法、扰动观察法、电导增量法相结合,提出了一种改进算法用于光伏系统的最大功率追踪。首先对P-U曲线及传统扰动观察法工作原理进行了分析,然后阐述了改进算法的工作过程,最后在MATLAB/Simulink中搭建了仿真模型和实验平台进行验证。结果表明,改进算法相比传统算法具有良好的动态性能和稳态性能,既减小了到达最大功率点的时间,又降低了到达最大功率时的震荡。
  • 王炳楠, 谭占鳌
    电源技术. 2021, 45(1): 60-64. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.01.015
    摘要 ( 15 ) PDF全文 ( 0 )   可视化   收藏
    在光伏电站的长期运行过程中,光伏组件的匹配损失是影响光伏电站发电性能及效率的重要因素之一。基于典型干热气候的宁夏地区的11 个已并网运行5 年以上的光伏电站的110 块组件的现场测试,通过对光伏电站典型电气结构模型进行分析,建立了评价光伏电站失配损失的电气参数模型,并对各电站组件的衰减及失配损失进行了研究,与Bucciarelli的随机模型算法进行了对比分析。研究结果表明:(1)11 个光伏电站的组件年衰减率介于0.11%~0.90%,失配损失范围介于1.63%~5.2%;(2)失配损失与长期衰减后的光伏组件间的工作电流差异情况正相关;(3)同批次组件的工作电流差异情况较功率差异情况能更显著地反映出阵列的失配损失情况。该评价方法的建立可以评判光伏电站发电量下降的原因特性,量化评估长期运行后的光伏电站的失配损失。
  • 金国锋, 张林, 范晓奇, 范佳琪, 李恩源
    电源技术. 2021, 45(1): 65-68. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.01.016
    摘要 ( 9 ) PDF全文 ( 0 )   可视化   收藏
    为提高光伏系统功率协调控制精确性,提出基于ELM_k的短期光伏功率协调控制算法。综合考虑光伏功率协调控制影响因素,利用分类算法划分气象类型,利用EMD分解短期光伏功率序列,实现功率序列隔离预处理,降低非平稳行为对短期光伏功率协调控制产生的影响;采用ELM_k设计并构建短期光伏功率协调控制模型,增强功率协调控制精确性。以某光伏系统为对象,对某日的输出功率进行协调控制实验,结果显示,该算法对光伏功率进行协调控制后,其输变电工程造价降低,说明该算法表现出了良好的运行效果,具有可行性。
  • 许志坤, 苏建徽, 赖纪东, 徐海波
    电源技术. 2021, 45(1): 69-72. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.01.017
    摘要 ( 10 ) PDF全文 ( 0 )   可视化   收藏
    高速磁隔离驱动电路的信号调制解调,一般采用正负单脉冲调制解调,解调电路一旦受到干扰翻转,则在下一个脉冲到来之前无法恢复正常,进而造成驱动故障。提出一种同步脉冲群调制解调电路,以提高驱动电路抗干扰误触发的能力,同时满足用于太阳电池最大功率跟踪等占空比变化较大的宽范围PWM信号传输。对电路的工作原理和参数设计进行了详细分析和介绍,与常用的微分调制电路对比,该电路驱动脉冲延迟时间小,抗干扰能力强,能快速纠正误动作。仿真和实验验证了该电路的可行性和有效性。
  • 田刚领, 张柳丽, 张兴, 刘钊, 孙金磊
    电源技术. 2021, 45(1): 73-77. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.01.018
    摘要 ( 15 ) PDF全文 ( 0 )   可视化   收藏
    旨在确定全钒液流电池(VRB)储能系统(ESS)的最佳配置,以应对主动配电网(ADN)中风力发电的集成。相应地,提出了一种考虑储能的动态效率和寿命的电池储能系统优化配置方法。与以前的研究不同,所提出的储能优化配置方法中考虑了VRB的动态效率和寿命。此外,该方法综合考虑了风电消纳、减少负荷中断、减少温室气体排放、网损、VRB ESS的投资成本等综合收益,以经济指标用于评估VRB ESS的渗透率,设计的VRB ESS可以使得ADN的经济性达到最佳。最后,通过改进的IEEE 33节点系统对提出的电池储能系统优化配置方法进行了验证。测试结果证明了所提方法的正确性并分析了主动配电网的潮流运行特性。
  • 张伟, 王锴, 张泰峰, 鲁伟, 赵超
    电源技术. 2021, 45(1): 78-80. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.01.019
    摘要 ( 9 ) PDF全文 ( 0 )   可视化   收藏
    鉴于我国航天事业的发展,卫星的发射周期在缩短,研制成本也在降低,因此迫切需要预研42 V全调节母线卫星用型谱化高比功率电源控制器。对当前42 V全调节母线卫星电源控制器进行分析,从电路、结构及工艺上提升,设计满足下一代导航卫星、Small-GEO卫星等适合下一代中高轨长寿命卫星需求的42 V型谱化高比功率电源控制器。
  • 卢存升, 陈博, 曾少龙, 邓家权
    电源技术. 2021, 45(1): 81-84. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.01.020
    摘要 ( 8 ) PDF全文 ( 0 )   可视化   收藏
    运载火箭供配电系统是完成系统测试的重要组成部分,其电路设计原则要求箭地供配电分开,系统间供配电不得相互干扰。某型号运载火箭测量系统地面供配电设备改造后,经多发任务测试发现,在系统转电过程中地面测试电源电流出现异常跳变。从系统供配电原理和电路设计的原则出发,分析了测试电源电流跳变的原因,指出了供配电电路设计存在的缺陷并提出了改进设计的建议。
  • 朱国海
    电源技术. 2021, 45(1): 85-88. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.01.021
    摘要 ( 9 ) PDF全文 ( 0 )   可视化   收藏
    云储能作为能源互联网发展背景下的储能新方式,不仅可以作为集中式储能设施,也可以是一种分布式储能资源。将云储能与微电网相结合,分析其能量的协调优化,以经济成本为目标函数,基于云储能系统的特点建立微电网模型;通过充分利用云储能技术,实现储能系统对输出功率波动的快速控制,另外,需求响应层以源荷互动的方式对负荷进行优化,采用模糊遗传算法在能量管理系统(energy management system,EMS)中对其进行总优化求解。将提出的模型与传统方案进行对比验证,仿真结果表明,优化方案达到了总成本最低、DG利用率最优的目标,说明可以对能源进行更加充分、有效的利用。
  • 殷帆, 李先允, 王书征, 卢乙
    电源技术. 2021, 45(1): 89-92. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.01.022
    摘要 ( 10 ) PDF全文 ( 0 )   可视化   收藏
    为提高直流充电桩T型三电平充电模块的鲁棒性能和动态性能,减小网侧电流谐波含量,提出一种基于微分平坦理论与准比例谐振控制(QPR)相结合的新型双闭环控制策略。该控制策略内环采用无需解耦的准比例谐振控制,外环采用以电容能量为平坦输出的平坦控制。对T型三电平模块的工作原理进行分析,并给出该控制策略的具体实现方案。在仿真平台将该控制策略与传统PI控制进行对比,仿真结果表明:基于微分平坦理论与准比例谐振控制的双闭环控制策略改善了T型三电平的鲁棒性和动态性能,输出电压稳定,交流侧谐波含量少。
  • 吴朝俊, 闫开, 刘璋, 杨宁宁
    电源技术. 2021, 45(1): 93-95. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.01.023
    摘要 ( 11 ) PDF全文 ( 0 )   可视化   收藏
    为了解决在负载扰动和系统阻尼变化的条件下,Boost变换器存在电感电流超调量大的问题,采用整数阶PI无源控制策略进一步提高系统的动态稳定性。首先,将整数阶PI控制方法引入到传统的无源控制器,有效地提高了系统的控制性能。其次,采用Cohen-Coon法整定最优整数阶PI控制参数,从而达到降低电流纹波的目的。仿真结果表明,整数阶PI无源控制策略能够有效地抑制电感电流的瞬态超调,并具有响应速度快和鲁棒性强等优点。最后,在NI-PXI平台上搭建了整数阶PI无源控制器,通过电路实验验证了该方法的可行性。
  • 刘晓悦, 白尚维, 陈瑞
    电源技术. 2021, 45(1): 96-100. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.01.024
    摘要 ( 11 ) PDF全文 ( 0 )   可视化   收藏
    介绍了一种新的高功率双向隔离式DC/DC变换器作为高功率转换系统的主要电路。DC/DC变换器使用基于氮化镓(GaN)的功率开关器件。对10 kW GaN大功率DC/DC变换器的拓扑结构进行了优化、参数化和分析,并通过仿真和实验验证了其有效性。它由使用新型的GaN晶体管组成的两个单相全桥电路、两个输入/输出电感和一个高频变压器组成。变压器在实现两个全桥变换器之间的电气隔离方面起着至关重要的作用。使用MATLAB仿真软件对10 kW的变换器进行了建模。MATLAB仿真结果验证了变换器的性能适合于高功率应用并能实现轻负载条件下的零电压开通(ZVS)和零电流关断(ZCS)。然后,设计了一个10 kW的实验原型,以验证所设计拓扑的有效性。
  • 刘述喜, 杜文睿, 王毅, 苏新柱
    电源技术. 2021, 45(1): 101-106. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.01.025
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    LCL滤波器的三相三电平并网逆变器预测控制研究较少,预测模型搭建复杂,计算量大。基于逆变器侧滤波电感三相电流搭建预测模型,可将逆变器数学模型由三阶降为一阶,并用逆变器状态函数计算得到的电流值替换电网侧电感电流传感器测试值,减少系统采样设备。在此模型基础上,首先利用有限控制集模型预测控制算法,其次对参考电压矢量空间角度做判断,使接近开关状态阈值的参考电压矢量优先参与计算,从而减少参与计算矢量(由27个减少到12个)。经Simulink仿真,结果表明此算法提高了控制系统动态响应与稳态性能。
  • 陈红兵, 闵晶妍
    电源技术. 2021, 45(1): 107-110. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.01.026
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    滤波器参数变化、直流侧电压波动和负载变化等被视为逆变器控制系统的扰动,这些扰动对逆变器的输出电压会产生影响,双闭环控制一般解决不了此类问题。针对上述不足,研究了一种比例谐振算法和扰动观测器的电压控制策略。首先,从理论上研究了扰动观测器抑制外部扰动的有效性和扰动观测器的实现方法;其次,整定了电流控制算法和电压控制算法的参数,设计了扰动观测器。仿真结果表明,所研究的控制策略能有效地抑制输入直流侧电压波动、负载波动和滤波参数变化等扰动,大幅提高了单相逆变器输出电压的质量。
  • 张佩炯, 瞿明, 金丽娜, 苏宏升
    电源技术. 2021, 45(1): 111-114. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.01.027
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    针对电感电流断续导电模式(DCM)功率调节器固定占空比,输入电流纹波含量大导致功率因数降低的问题,提出了一种具有自动调节功能的级联H桥开关周期平均模型。给出了Boost PFC电路拓扑结构,并分析了该电路的工作原理。论证推导了在DCM模式下时均模型修正方程表达式。利用LTspice软件进行仿真分析并进行实验验证,其结果与传统固定占空比的DCM功率调节器相比,很大程度减少了低频输入电流纹波,有效降低了谐波含量。仿真结果和样机实验验证了所提出的模型和控制策略的有效性。
  • 刘银川, 高文雷, 陈银杏, 郝保良, 崔美娜
    电源技术. 2021, 45(1): 115-118. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.01.028
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    设计了一种高效率高压开关电源,可以应用在高电压、低电流器件中,如行波管、磁控管等。该电源电路设计主要包括全桥逆变电路、高频升压变压器、倍压整流电路以及控制电路。为了实现开关管的软开关,有效减少开关损耗,选用了一种零电压开关移相全桥变换拓扑电路。引入了计算机辅助设计,通过电路仿真优化参数,实现了开关管的软开关,缩短了设计周期。最后搭建了原理样机,在很宽负载范围内实现了零电压开关,满载时效率大于95%。
  • 综述
  • 胡玉霞, 赵光金
    电源技术. 2021, 45(1): 119-122. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.01.029
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    2050年可再生能源电力占我国电力消费的比例将超过70%,而储能系统应用的深度和广度对新能源的进一步发展起着决定性的作用。虽然抽水蓄能的能量占比最大,受其局限性太强的限制,实际在储能中最具有关键地位的是电化学储能里的锂离子电池储能。现在锂离子电池研究最大的瓶颈就是其安全可靠性。一方面是提高电池能量密度,另一方面是保障安全性,这两项是相互对立的。首先论述了锂离子电池在储能应用中的比例,进一步分析了锂离子电池储能目前存在的主要安全隐患、已发生的安全事故以及目前已发布的相关标准,最后提出几条预防和改进锂离子电池安全性的策略。得出的结论是解决锂电的安全问题之路任重而道远,是一场需要多方共同努力推进的持久战。
  • 倪闯将, 刘亚飞, 陈彦彬, 张学全
    电源技术. 2021, 45(1): 123-126. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.01.030
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    镍钴锰三元材料Li(NixCoyMnz)O2(NCM)作为锂离子电池用正极材料,兼具了较高的可逆容量、优良的热稳定性、低成本等优点,成为笔记本电脑、电动工具、新能源汽车、储能等领域最具前景的锂离子电池正极材料之一。在三元正极材料的结构方面做了介绍,概括了Ni-Co-Mn比例对正极材料热稳定性、放电比容量和容量保持率的影响,并分析了掺杂、包覆与梯度材料的改善作用。最后对三元正极材料的改性、应用及发展前景进行了评价和展望。
  • 王念举, 马洪运, 郭隆泉, 周江
    电源技术. 2021, 45(1): 127-131. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.01.031
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    高镍正极材料因其高比容量等优点在多个领域得到广泛应用,然而材料的结构稳定性是其亟需解决的一个技术难题。目前,元素体相掺杂或表面包覆技术是提升材料稳定性最常用的技术手段。通过系统综述Al、Zr、Ti、B、Mg、P、F、Ce等掺杂包覆元素对高镍材料循环寿命的提升情况,进一步剖析了这些元素提升材料微观结构稳定性的作用机理,包括抑制锂镍混排度、增强本征机械结构稳定性、减缓相结构变化、降低过渡金属溶出及提高锂离子传质系数等。这些元素提升材料结构稳定性的作用效果及作用机理对于开发其它新型掺杂包覆元素具有一定的指导意义。
  • 陈玉, 夏鑫
    电源技术. 2021, 45(1): 132-135. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.01.032
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    可充电电池普遍具有在固体负极中出现枝晶以及循环过程中由于体积膨胀而出现材料脱落、粉化的问题。镓基液态金属,由于其流动性,在循环过程中利用可逆固-液相转变实现自我修复,在本质上避免枝晶问题,同时与固态电极保持良好的接触界面,有效地解决了可充电电池的根本问题。目前,并没有针对镓基液态金属负极材料的系统性综述。为了促进可充电电池的快速发展,优化能源结构,系统总结了多种可充电电池镓基液态金属负极材料的研究进展,包括合成与制备方法及电化学特性,并对镓基液态金属材料在相应二次电池中作为负极材料的可能性做出展望。
  • 杜涛, 张鑫, 王伟, 张爱芳, 刘纳
    电源技术. 2021, 45(1): 136-139. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.01.033
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    离子交换膜作为钒电池的关键材料之一,其性能优劣严重影响钒电池的电化学性能。为制备钒电池产业需要的阳离子交换膜,需要掌握低成本批量化生产工艺并提高现有阳离子交换膜性能。介绍了两种成熟的可规模化生产阳离子交换膜的生产工艺,从Nafion膜的改性与新型阳离子交换膜合成两个方面,对阳离子交换膜近年来的研究现状进行综述。