2021年, 第45卷, 第10期　
刊出日期：2021-10-20

  

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研究与设计
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  类棒状C/Ni/MoO₂复合材料的制备及电化学性能

  滕勇强, 刘丹丹, 刘昊, 陈永翀, 汪科

  电源技术. 2021, 45(10): 1233-1236. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.10.001

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  通过P123辅助水热法制备柱状的NiMoO₄前驱体材料,然后采用一步煅烧还原的方法得到类棒状的C/Ni/MoO₂复合材料。分别运用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对C/Ni/MoO₂复合材料的组成、结构、形貌进行了表征。该复合材料中的碳基质与Ni颗粒共同构筑了良好的三维导电网络以及作为非活性材料,有效地缓冲了MoO₂脱嵌锂过程中的体积膨胀。对锂半电池电化学性能测试结果显示,在100 mA/g电流密度下循环100次后,材料可逆比容量为686 mAh/g,库仑效率为99%;倍率测试中,1 000 mA/g电流密度下,可逆比容量仍能保持在376.5 mAh/g。
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  磷化渣制备磷酸铁锂及其性能研究

  陈通, 申韬艺, 吴敏昌, 乔永民, 王利军

  电源技术. 2021, 45(10): 1237-1239. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.10.002

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  磷酸铁(FePO₄)作为磷酸铁锂(LiFePO₄)材料的前驱体,随着锂离子电池的发展引起了广泛的关注。磷化渣是磷化工业的副产物,含有大量的磷酸铁,将磷化渣提纯得到粗提纯FePO₄,经水热重结晶得到亚微米-微米级前驱体FePO₄,以碳热还原的手段得到LiFePO₄。研究了水热过程中十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)添加量、pH对FePO₄粒度的影响。结构表征手段主要有XRD、SEM、LPS等,使用电化学工作站表征LiFePO₄材料的电化学性能。电化学表征结果表明,该材料具有较高的的首次充电比容量,接近磷酸铁锂的理论比容量,库仑效率达到93.51%,但高倍率下的充放电性能较差。
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  超低温圆柱磷酸铁锂电池研制

  万里鹏, 唐世弟, 郭密, 王珍珍, 王振波

  电源技术. 2021, 45(10): 1240-1244. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.10.003

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  通过研究磷酸铁锂微观形貌、电解液配方与极片面密度等因素对电池低温性能的影响,开发出了具有高比能量、高安全性及适应极低温环境的圆柱磷酸铁锂电池。该电池比能量为130.8 Wh/kg。-40 ℃条件下以1 C放电,容量为常温容量的60.9%;-45 ℃条件下以1 C放电,容量为常温容量的53.6%;60 ℃条件下以0.2 C放电,容量为常温容量的98.1%;常温下以8 C放电,容量为1 C容量的97.4%;常温下1 C充放电,循环2 000次后,容量保持率为86.1%。该电池通过安全性针刺测试。
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  碳酸氢铵对高载量干法电极性能的影响

  肖艳, 汤争耀, 高剑, 何明前

  电源技术. 2021, 45(10): 1245-1247. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.10.004

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  为提高高载量干法电极极片孔隙率,用碳酸氢铵作极片造孔剂,热压去除造孔剂实现极片高孔隙率。研究表明,使用造孔剂后,极片中存在大量微孔,孔隙率显著增加,电极放电容量和循环性能均得到有效提高。数据表明,增加孔隙率能提高极片中锂离子迁移速率和减小极化,从而改善极片倍率性能。
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  基于组合峰值功率测试的锂离子电池性能评价方法

  高乐, 张彩萍, 蔡雪, 安复来, 张琳静

  电源技术. 2021, 45(10): 1248-1251. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.10.005

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  电池峰值功率和能量对提高电动汽车电机输出能力和续航里程有重要的理论意义和实用价值,是评价锂离子电池性能的重要参数。为解决复合脉冲和日本电动汽车协会标准(JEVS)峰值功率测试方法在放电低端和充电高端易达到截止电压的问题,提出了一种混合脉冲功率特性(HPPC)测试和反向传播(BP)神经网络相结合的峰值功率测试方法,在保证准确率的条件下快速获得放电低端和充电高端的峰值功率值。在此基础上,建立了一种以比能量和比功率为核心的电池性能评价体系,提出了基于德尔菲法确定权重系数的电池综合性能评价方法,为快速准确选择电池提供依据。
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  锂电池能量状态与功率状态的联合估计

  范汝新, 张宵洋, 张振福, 毛顺永

  电源技术. 2021, 45(10): 1252-1255. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.10.006

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  锂电池精确的能量状态(SOE)和持续峰值功率状态(SOP)对于电动汽车的稳定运行特别重要,对此提出一种锂电池SOE与持续峰值SOP的联合估计方法。首先,基于二阶RC等效电路模型采用了扩展卡尔曼粒子滤波算法(EPF)来估计SOE。其次,结合SOE的估计结果,在端电压、SOE和电池自身设计的多约束条件下对持续峰值SOP进行联合估计。最后,在动态应力工况对联合估计算法进行了Matlab仿真测试验证。测试结果表明了所提出的联合估计算法对于SOE和持续峰值SOP联合估计的有效性,并且具有较高的估计精度和较好的鲁棒性。
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  基于扰动观测器的锂电池荷电状态估算方法

  刘思佳, 代高强, 周迅, 孟令锋, 黄勇

  电源技术. 2021, 45(10): 1256-1259. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.10.007

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  基于电池模型的荷电状态(SOC)估算方法,模型参数的误差会直接影响估算结果。根据扰动观测器原理,建立了锂电池电压扰动观测器模型,与扩展卡尔曼滤波(EKF)算法相结合,设计了具有电池电压扰动补偿功能的锂电池SOC估算方法。由电压扰动观测器得到的补偿电压变量,可实时修正数学模型中的电池状态变量偏差对SOC估算的影响。仿真结果表明当电池数学模型存在滞后电压等动态响应误差时,该方法在充放电过程中SOC估算精度要优于常规EKF估算方法。
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  基于EKF算法的神经网络估算锂电池SOC

  丁羿茗, 吕瑞强, 蒋超

  电源技术. 2021, 45(10): 1260-1263. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.10.008

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  荷电状态是电池的一个重要参数,为了精确地估计电池的SOC值, 建立了Thevenin等效电路模型,将EKF与神经网络结合,利用EKF算法实时更新神经网络模型的权值和阈值。Matlab仿真结果证明,EKF神经网络比BP神经网络精度高,拟合效果好,可以更精确地估算锂电池SOC。最后通过实验验证,在HPPC工况下,二阶RC锂电池模型仿真结果和实验结果的误差在2%以内,在UDDS工况下仿真结果和实验结果的误差在4%以内,模型在两种工况下的精度均符合要求。
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  基于非均匀翅片液冷板的电池热管理性能研究

  温达旸, 赵荣超, 叶鸣, 李巍华

  电源技术. 2021, 45(10): 1264-1268. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.10.009

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  为有效降低动力电池组最高温度和减小温差,减少液冷板质量和泵的功耗,提出非均匀翅片液冷板设计。Fluent软件建立了非均匀翅片液冷板与动力电池的流动传热耦合模型,通过实验获得电池在5 C放电条件下的产热率,研究该工况下固定几何翅片、X方向非均匀翅片和Y方向非均匀翅片对热管理系统性能的影响,结果表明翅片直径沿Y方向递增可显著改善温度均匀性、降低压力损失和质量。与传统并行微通道设计相比,非均匀翅片液冷板设计使液冷板质量、水泵功耗、温度标准偏差分别降低30.39%、11.2%和3.24%,最高温度降低1.33 ℃。
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  触发位置对锂离子电池模组热扩散特性的影响

  齐创, 邝男男, 姜成龙, 林春景, 张亚军

  电源技术. 2021, 45(10): 1269-1273. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.10.010

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  针对锂离子电池热扩散问题,以18650三元锂离子电池为研究对象,搭建了模组的热扩散模型,研究了模组中不同位置单体触发热失控后对整个模组热扩散的影响。基于锂离子电池热失控反应机理和热传导机理建立了单体电池在绝热条件下的热失控模型,并通过设计相应试验验证模型的准确性,仿真结果与试验结果吻合较好。以单体电池热失控模型为基础,搭建模组热扩散模型,研究了模组中不同位置单体触发热失控对模组热扩散的影响。结果表明：中心位置单体触发热失控,热失控行为呈放射状向周围扩散,且每次都是两个单体电池一起发生热失控,在40 s左右,模组一侧的电池全部达到热失控触发温度;边缘位置单体触发热失控,热失控行为依次向周围扩散,且每次只有一个单体发生热失控,大约50 s的时间,模组一侧的电池全部达到热失控触发温度。最后,基于热扩散模型研究了不同隔热材料对模组热扩散速率延缓的作用。
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  锂离子动力电池包保温性能的优化设计

  黄伟, 阎明瀚, 刘华俊, 徐宇虹, 江吉兵

  电源技术. 2021, 45(10): 1274-1278. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.10.011

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  为了解决电动汽车冬季续航里程严重缩水的问题,进行了一系列保温优化设计。针对某款动力电池包,首先分析了其在低温下的“痛点”和散热路径,在不降低模型精度基础上,进行了内部保温和外部保温仿真设计和分析。以优化的内外保温相结合的方案为蓝本,进行了保温性能仿真验证。结果表明,保温工况下电池包的低温“痛点”主要集中在靠近端板的位置。在该部位采取加强隔热的措施,就能提升电池包最低温度,减小温差。
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  基于电芯温差优化的热管理设计

  秦波, 肖鹏, 阎明瀚, 徐宇虹, 江吉兵

  电源技术. 2021, 45(10): 1279-1282. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.10.012

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  电芯大倍率充放电,采用液冷进行散热时,会在电芯冷却方向上产生较大温度梯度。基于减少冷却方向温差的目的,通过在已有电芯大面添加散热铝片和石墨烯两种高导热材料的方式,以及优化处于设计阶段电芯的尺寸和直接提高导热系数的方式来提高单电芯在冷却方向上的导热速率。并通过仿真手段研究了上述方式对电芯冷却方向上温差的影响,结果显示：对于三元软包电芯,每个电芯添加一片散热铝片及两片石墨烯时,冷却方向上温差降幅达42%;对于三元方形电芯,每个电芯添加两片石墨烯时,温差降幅达24%。若同时优化处于设计阶段的三元软包电芯的尺寸和导热系数,温差降幅可达75%。
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  相变材料强化传热的动力电池散热性能研究

  陈志峰, 陈江英, 李翔晟, 欧阳立芳, 王雨妍

  电源技术. 2021, 45(10): 1283-1286. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.10.013

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  动力电池散热性能对电动汽车正常运行至关重要。为强化相变材料导热能力,改善动力电池散热效果,以动力电池最高温度和温差作为评价指标,用计算流体力学（CFD）方法研究在相变材料（PCM）中加入不同结构形状和数量的导热翅片对动力电池散热性能的影响。结果表明,添加弧形结构翅片比不添加时电池最高温度和温差降幅分别为7.99和0.67 K;在可用空间内,增加翅片数量,电池最高温度和温差的下降幅度不按比例增大。当加入4个翅片时,电池最高温度和温差下降幅度最大。
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  计及电池老化的电池温度仿真与验证

  王东升, 张希, 高一钊, 郭邦军, 陈顺

  电源技术. 2021, 45(10): 1287-1291. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.10.014

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  针对锂离子电池温度估算问题,提出一种基于电化学机理的电池温度估计方法。以容量为3.2 Ah的18650三元锂离子电池为研究对象,在考虑电池老化对电池温度影响的基础上,根据18650电池结构和电池传热规律,计算电池在使用过程中的内部产热速率,并采用有限差分法估算电池表面温度,最后通过MATLAB/SIMULINK搭建锂离子电池电化学-热耦合模型。仿真结果表明仿真温度与实验测得的温度变化趋势基本一致,为动力电池的热管理系统提供了一定的参考依据。
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  PCM与液体协同冷却的电池组热仿真研究

  王印霜, 邹得球, 贺瑞军, 马群

  电源技术. 2021, 45(10): 1292-1297. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.10.015

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  采用在定型复合相变材料内部构建液体通道设计,实现相变材料与液体协同冷却,可以改善电池组传热能力,提升电池组电性能和延长循环寿命。利用ANSYS软件建立了三维模型,在此基础上进行冷却通道结构、冷却液的流速、入口温度、通道壁厚和热导率对电池组冷却效果的影响的仿真,仿真计算数据表明：(1)冷却通道结构采用并行通道方式可显著降低电池模块最高温度,改善温度均匀性;(2)提高冷却液流速可降低电池组最高温度和温差,当流速>0.15 m/s后,继续提高流速,电池组冷却效果的改善不明显;(3)电池组温度随着通道的热导率的提高而降低,当热导率>3 W/(m·K)时,继续提高热导率,电池组的温度降低不明显。
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  并联电池组充放电均衡器及均衡策略研究

  尹荣, 张昭怀, 刘红锐, 郭奕旋, 张开翔

  电源技术. 2021, 45(10): 1298-1302. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.10.016

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  成组的单体电池需要进行能量均衡,以消除单体电池能量不一致给电池组性能造成的不利影响。使用并联电池组充放电均衡器,当任一单体电池达到所设定的充电截止电压时,均衡器可将该单体电池隔离出充电电路;放电过程中通过Cuk斩波电路给能量最低的单体电池补充能量,减小该单体电池的放电速率,从而实现充放电过程能量均衡。通过对4个单体电池组成的电池组进行仿真和均衡实验,结果表明该均衡器能够实现快速均衡,并有效地降低电池不一致程度。
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  基于伪随机二进制信号的电池阻抗测量

  言理, 陈康伟, 孙国玺, 梁根

  电源技术. 2021, 45(10): 1303-1306. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.10.017

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  利用伪随机二进制信号为电池系统的激励信号,测得相应的输出端电压。在考虑温度和老化等因素对电池阻抗频域特性影响,注入不同幅度的电流信号,实现电池阻抗实时快速测量。在搭建的实验测试平台上进行验证,结果表明,相比传统电化学阻抗谱测量技术,采用伪随机二进制序列信号进行阻抗测量方法快速简单。它能够有效实时地对非线性电池系统进行辨识,较为准确地测量在不同环境下电池阻抗动态变化。
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  基于MAS的MMHC-BESS PQ控制SOC协同控制方法

  徐杰彦, 李璐效, 杨涵棣, 许烈, 李永东

  电源技术. 2021, 45(10): 1307-1312. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.10.018

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  由于电网中可再生能源发电的间歇性和易变性、用户侧负荷的不确定性以及能量的双向性,需要一种合理的微电网协同控制方案来实现多BESS微电网的可靠运行。鉴于模块化多电平复合变换器(modular multi-level hybrid converter, MMHC)电池储能系统(battery energy storage systems, BESS)的效率高、成本低等优点,根据MMHC-BESS的拓扑结构对其进行了建模和SOC估计,并在此基础上提出了一种MAS控制微电网MMHC-BESS PQ控制的SOC协同控制方案,实现了并网微电网内能量的供需平衡、容量不同的MMHC-BESS的SOC协同控制以及MMHC-BESS逆变器输出功率的限幅,最后通过仿真验证了所提方法的有效性。
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  一种铝空气电池双路冗余并联式管理系统研究

  费亚龙, 冯伟, 潘协辉

  电源技术. 2021, 45(10): 1313-1315. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.10.019

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  为保证铝空气电池的安全性和可靠性,提高运行效率,延长使用寿命,以双路并联式铝空气电池组为研究对象,提出了一种双路冗余并联式电池管理系统(BMS)。该系统实现了电池组电压电流在线检测、剩余电量估计、电解液热管理、上位机实时监控、故障报警等智能化管理。当其中一路管理单元出现故障时,另一路管理单元仍能实现对铝空气电池组与外围模块的高精度检测与控制,保障了系统的稳定运行。
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  基于差分进化优化的支持向量机燃料电池故障诊断

  黄亮, 彭清, 谢长君, 张锐明, 王琼

  电源技术. 2021, 45(10): 1316-1319. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.10.020

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  质子交换膜燃料电池是一种多耦合非线性的复杂系统,电堆内部的水淹和膜干故障是其运行过程中最常见的故障。基于差分进化算法优化的支持向量机方法,可以用于燃料电池故障诊断,该方法在传统的支持向量机模型上增加了主成分提取和差分进化算法寻找最优参数,使模型得到更好的训练效果。采用电堆20片单电池电压为数据集进行相关的故障验证分析,结果表明：通过差分进化算法优化的支持向量机在燃料电池故障诊断中有着较高的准确度,具有一定的工程应用价值。
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  开孔率对台阶形流道性能影响研究

  赵富强, 张彦雷, 董洪泉, 丁小凤, 闫永臣

  电源技术. 2021, 45(10): 1320-1323. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.10.021

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  针对质子交换膜燃料电池(PEMFC)流道开孔率对台阶形流道的传质、水管理、电化学性能影响机理不明的问题,探究开孔率对台阶形流道在氧浓度、水分布、流道流速分布、电池功率密度等方面的影响规律。结果表明：极板构型可直接影响台阶形流道氧气浓度和浓度差;相同流道宽度的条件下,较高开孔率的台阶形流道氧气浓度更高且浓度分布均匀,水分布更均匀,排水性能更好;开孔率为62.5%的流道相较于开孔率为40%的流道功率密度峰值可提升26.5%,电流密度可提升17.1%。
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  GaInP类异质结提升GaInP/GaInAs/Ge太阳电池效率的研究

  高慧, 杨瑞霞

  电源技术. 2021, 45(10): 1324-1326. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.10.022

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  基于不同有序度的GalnP材料制备出高/低带隙的发射区/基区结构被称之为同材料类异质结结构,其产生的特殊能带结构可以提高太阳电池效率。通过生长条件的优化,验证了GaInP材料的有序度变小,材料带隙从优化前1.868 eV提高到1.898 eV。采用该工艺条件制造了具有对应有序度的GalnP材料,分别作为GaInP/GaInAs/Ge三结太阳电池顶子电池的发射区/基区。测试结果表明,与参照电池比较,新结构太阳电池光照电流电压（LIV）特性参数在电流密度方面获得了明显的提高。
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  基于Proteus的光伏系统MPPT算法仿真研究

  丁艳, 李佳明, 高铄涵, 袁隆基

  电源技术. 2021, 45(10): 1327-1329. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.10.023

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  使用传统Matlab/Simulink或PSIM等工具进行光伏系统MPPT仿真,不同MPPT算法仿真需搭建不同仿真模型,其算法很难嵌入可编程微处理器。基于Proteus仿真软件搭建了Arduino光伏系统MPPT算法仿真平台,在相同仿真电路里,仅需改变Arduino UNO微处理器的程序,即可实现不同MPPT算法的仿真。同时将此平台应用于传统电导增量法及其优化的仿真研究中,通过改变微处理器程序对其算法进行优化,有效提高了算法的响应速度和稳定性,实现了电导增量法在动态震荡和响应速度上的平衡。
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  适用于光伏发电系统的新型高增益DC/DC变换器

  刘文琪, 丁稳房

  电源技术. 2021, 45(10): 1330-1332. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.10.024

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  基于耦合电感、开关管与输入电压源组成的基本功率单元,提出了一种适用于光伏发电系统的新型高增益DC/DC变换器。变换器中耦合电感和二极管-电容结构组成的倍压单元提升了电路的升压比,无源箝位电路对漏感能量进行了二次利用,削弱了开关管漏、源极间的电压震荡,且箝位电容的位置进一步提升了输出电压。另外,漏感的存在缓解了二极管的反向恢复问题,优化了开关管和二极管的选择。详细解释了变换器在不同模式的工作原理,并计算出了电压增益及各元件的电压、电流应力。设计了额定功率为500 W的实验样机来评估所提变换器的可行性与优越性,样机最高效率达到了94.5%。
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  基于氢储能的光伏发电系统

  王振, 苏烨, 张江丰, 华丽云, 李建伟

  电源技术. 2021, 45(10): 1333-1336. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.10.025

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  光伏发电不连续、随机性强,容易对发电系统稳定运行产生不利影响。在光伏发电系统中应用氢储能技术,将光伏电站电能以氢气形式存储起来,在必要时通过燃料电池发电系统释放能量,提高光伏发电的整体利用效率。通过建立各系统的仿真模型,分析总结了各个环节的输出特性。实际案例数据表明氢储能的加入能够提高光伏系统的能量利用效率。
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  一种单体电压“镜像”采集电路设计

  胡斌, 李琨, 吴子昱, 刘洋

  电源技术. 2021, 45(10): 1337-1339. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.10.026

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  提出了一种适合于卫星电源系统应用的电池单体电压采集电路,其能够支持任意节电池串联。核心电路为电压映射电路,此电路利用变压器将每节单体电压映射到统一的电平,去除了原始单体电压带有的高共模特性,从而方便用多路选择器和模数转换器直接对多个单体的电压进行采集。并且该电路拓扑具有模块化的特点,只需要根据电池串联节数增减电压映射电路的数量即可。经仿真和实验验证,此电路对电池单体电压的采集误差小于3 mV,能够满足绝大多数电池管理系统的需求。
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  一种低输入纹波电流的Buck变换器及其控制方法

  袁义生, 刘文钦

  电源技术. 2021, 45(10): 1340-1343. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.10.027

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  针对电力电子电路中输入电流断续导致的谐波和电磁干扰问题,以Buck变换器为对象,提出了一种输入纹波电流抑制电路。该电路通过一个功率管、两个电容构成了π型混合式滤波结构,在所提控制策略下,功率管被控制为一个恒定直流源,在实现输出电压稳定的同时,有效地抑制了输入侧电流纹波。在介绍该电路工作原理基础上,分析能同时控制功率管和开关管工作的控制策略,给出了设计方法,最后制作了一台输入110 V、输出28 V、负载65 W的实验样机,实验结果验证了电路和控制方法的有效性。
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  高频链DC/AC变换器有源钳位调制方法研究

  杨佳佳, 苏建徽, 解宝, 赖纪东, 施永

  电源技术. 2021, 45(10): 1344-1347. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.10.028

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  基于高频链DC/AC变换器的全桥有源钳位电路可以有效解决电路中的过压和震荡问题,全桥有源钳位电路一般采用单项正弦波脉宽同步调制方式(SPWM),但该方法对驱动电路要求较高,其在脉宽较窄时,易发生脉冲丢失。针对该问题,采用了一种移相同步调制策略,钳位电路开关管的驱动均为50%的方波信号,并可以实现主电路ZVS软开关。分析了钳位电路移相同步调制策略及主电路软开关原理,仿真和实验验证了所用方法的正确性。
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  单DC/DC升压型便携式PECT电源系统设计

  张廷尧, 王晓娜, 侯德鑫, 叶树亮

  电源技术. 2021, 45(10): 1348-1350. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.10.029

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  为进一步满足脉冲涡流热成像(PECT)现场检测的应用需求,提出一种改进型“锂电池+超级电容”复合结构供电的便携式脉冲涡流热成像电源系统。通过分析两种串联式拓扑结构,采用“单DC/DC升压”结构来提升系统功率输出能力,同时搭建便携式检测系统,并详细介绍了激励电源控制策略,对便携式系统样机实验平台进行实验验证。实验表明,便携式电源系统的最大输出功率为1.9 kW,连续工作时间为1.1 h,系统样机净重为8.4 kg,该系统设计可较好地满足现场检测的需求。
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  一种电池结构优化设计研究

  关振昆

  电源技术. 2021, 45(10): 1351-1355. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.10.030

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  电池产品在设计阶段非常重视结构的力学性能以及质量指标。利用ANSYS Workbench软件对一种热电池结构进行力学性能仿真评估,对出现的应力集中问题进行有限元分析与验证,找出设计薄弱环节,然后对结构进行了优化。采用ANSYS Workbench软件对其进行优化分析,给出结构设计的优化参数,提出了电池结构优化设计中应注意的问题。
综述
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  合金材料在金属锂负极中应用的研究进展

  何邦一, 周旭峰, 刘兆平, 李文献

  电源技术. 2021, 45(10): 1356-1359. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.10.031

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  从锂合金负极、锂负极表面保护与锂沉积基体修饰三个方面概述了合金材料在改善金属锂负极电化学沉积可逆性与稳定性方面的国内外代表性研究工作,讨论了合金材料的效用机制与作用效果,分析了当前研究中仍然存在的不足与需要进一步解决的问题,并对合金材料在金属锂负极研究中的未来发展方向提出了展望。
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  碱金属离子电池软碳负极材料的研究进展

  赵宇, 赵翰庆, 李忠

  电源技术. 2021, 45(10): 1360-1362. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.10.032

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  碱金属离子电池因其在大规模电化学储能中具有良好的应用前景,近年来受到了国内外学者的广泛关注,成为目前研究的一大热点。软碳因其独特的结构特性具有良好的导电性,加之成本低廉、无毒无害的特点,使其成为碱金属离子电池负极材料中的新兴材料。以软碳材料为主要对象,简要介绍了近几年来其在碱金属离子电池领域的研究进展,就软碳材料的原料选择、结构调控措施和电化学性能表现等方面进行了总结和概括。
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  锂一次电池正极材料铬氧化物的研究进展

  滕久康, 张亮, 张红梅, 王庆杰

  电源技术. 2021, 45(10): 1363-1365. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.10.033

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  铬氧化物作为锂电池正极材料因具有高的储锂容量和电压平台(约3.0 V)而引起了众多学者的关注。综述了用于锂电池正极材料的三种铬氧化物(Cr₈O₂₁、Cr₂O₅、CrO₂)的研究进展,从结构、组成、制备以及电化学性能等方面进行了详细阐述,指出了铬氧化物目前存在的问题,并指明未来研究方向。
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  锂氟化碳电池研究现状与应用

  穆浩, 刘治钢, 汪静, 朱立颖, 乔学荣

  电源技术. 2021, 45(10): 1366-1370. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.10.034

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  锂氟化碳电池是一种高比能量锂一次电池。它具有安全性高、放电电压平稳、自放电率低、对环境友好等特点,广泛应用于医疗、武器、航空航天、船舶等领域,可作为重要的储能元件。锂氟化碳电池优异的比能量特性使其受到了学术界和工业界的青睐。近些年来,对于锂氟化碳电池的研究成果层出不穷。通过梳理近五年来锂氟化碳电池相关技术研究成果,详细阐述锂氟化碳电池的工作原理和基本性能,并对当前锂氟化碳电池正极材料改性技术进行总结,分析了不同技术路线特点及先进性和实用性,结合实际应用场景和背景阐述了锂氟化碳电池未来发展趋势和应用前景。
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  电池管理系统算法综述

  罗承东, 吕桃林, 解晶莹, 付诗意, 吴磊

  电源技术. 2021, 45(10): 1371-1375. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.10.035

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  锂离子电池由于其高能量密度和使用寿命长等优点成为储能的首选,锂离子电池系统的安全运行、状态估算、剩余寿命预测都由电池管理系统(BMS)管理,故BMS对电池系统的使用和稳定至关重要。主要关注以动力电池为代表的电池系统,综述了数据驱动方法的各种算法在BMS系统的应用。概述了BMS电模型的电化学模型、等效电路模型、数据驱动模型的特点,热建模的电模型、热模型、热-电耦合、热-电化学耦合模型的应用范畴。介绍了卡尔曼滤波、神经网络、向量机在SOC估计的应用,粒子群算法、HI-DD-AdaBoost.RT(不等式漂移检测自适应增强学习/阈值回归算法)、卡尔曼滤波在SOH估计的应用剩余寿命预测方面,介绍了经验预测、滤波预测、时间序列预测法。
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  退役电池梯次利用的一致性管理研究综述

  孟高军, 苏令, 孙玉坤, 李建林, 马福元

  电源技术. 2021, 45(10): 1376-1379. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.10.036

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  一致性管理是退役电池梯次利用的关键。在深度调研国内外研究现状的基础上,对基于电子电路的电池均衡技术和一致性分选技术相关研究进行综述。均衡电路可以实现同一模组内单体之间能量均衡,也可以实现一个电池包内多个模组之间能量均衡,对这两种均衡电路拓扑形式及控制策略进行了分析、对比;系统介绍以单参数、多参数、动态特性曲线和综合特性为分选特征参数的一致性分选方法;梳理了一致性管理技术目前尚存的问题,对其走向进行了预判。