2021年, 第45卷, 第3期　
刊出日期：2021-03-20

  

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研究与设计
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  三维结构化锂硼合金的锂沉积/溶解特性研究

  越云博, 蒋海兴, 肖子纯, 殷彬, 苏永堂

  电源技术. 2021, 45(3): 277-281. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.03.001

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  锂金属负极不可控的枝晶生长导致了高容量锂金属电池极低的库仑效率和较差的循环稳定性。采用具有三维骨架结构的锂硼合金作为锂金属电池负极,系统研究了锂硼合金中锂的溶解/沉积行为及电化学性能。结果表明：具有独特三维结构的锂硼合金可以显著降低局部电流密度,诱导锂均匀沉积;同时,容纳锂金属的无活性硼3D结构限制了锂枝晶的生长。因此,使用锂硼合金的锂金属电池表现出良好的循环稳定性,与硫匹配组装的全电池在经过100次循环后,容量保持率高达89.4%,库仑效率平均值达99.4%。
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  前驱体合成温度对高镍正极LiNi_0.91Co_0.06Al_0.03O₂性能的影响

  张诚, 寇亮, 牛瑶, 徐可, 张超

  电源技术. 2021, 45(3): 282-285. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.03.002

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  高镍正极材料具备高的能量密度和低的原料成本,被认为是极具前景的动力电池材料。高镍正极材料的容量和循环性能非常依赖于其氢氧化物前驱体的物化性能。但是,正极材料与对应前驱体的关联性研究相对较少。报道了LiNi_0.91Co_0.06Al_0.03O₂前驱体的合成温度(50~70 ℃)对前驱体物化性能及对应正极材料的总体性能的影响。测试结果证明前驱体的共沉淀温度为60 ℃时,对应的LiNi_0.91Co_0.06Al_0.03O₂正极材料具备好的结晶度和均匀的一次晶粒分布,表现出最优异的电化学性能,0.1 C下该高镍正极材料表现出217 mAh/g的初始放电比容量,1 C下循环50圈的容量保持率为93.1%。同时,该温度下制备的前驱体对应的正极材料具备优异的热稳定性,其放热峰值温度为212.5 ℃,放热量为1 574 J/g。该研究证明了前驱体合成温度对正极材料性能的影响,为高镍正极材料工艺优化提供了指导性意见。
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  商用钴酸锂电池过充电安全性研究

  张青松, 赵启臣

  电源技术. 2021, 45(3): 286-288. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.03.003

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  过充电是锂离子电池最常见和最危险的失效方式之一,探究锂电池过充电过程中的行为特性与安全性变化至关重要。从充电速率与截止电压两个方面,研究了不同实验条件下商用钴酸锂电池的过充电安全性。结果表明：充电速率对钴酸锂电池过充测试中电池表面温度的峰值影响较大。随着充电速率的增加,锂离子电池的温升更严重,电池故障所需时间更短;随着过充截止电压的升高,钴酸锂电池内部会发生副反应,导致电池表面温度出现第二次峰值,进而对电池造成不可逆损伤。在高速率充电(3 C)时截止电压对电池峰值温度影响较大,而在中低速率(2 C及以下)时不易受截止电压影响。可为钴酸锂电池的安全性设计和电池管理系统中过充故障的安全管理提供理论依据与技术参考。
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  磷酸铁锂电池电压一致性改善研究

  张大峰, 刘炜, 刘丽

  电源技术. 2021, 45(3): 289-290. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.03.004

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  从环境温度和分容方式两方面进行实验,最终确认了环境温度在35 ℃结合分容放电后以小倍率电流续放电或微补电的方式,对电压一致性的改善有显著作用。
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  锂离子电池石墨负极放热反应研究

  陆大班, 林少雄, 胡淑婉, 张峥, 彭文

  电源技术. 2021, 45(3): 291-293. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.03.005

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  采用差示扫描量热仪(DSC)对满嵌锂态石墨负极在50~400 ℃之间出现的放热反应进行了研究。对不同荷电状态(SOC)的负极进行DSC、扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)分析以研究放热反应发生的过程。对负极中各物质之间可能发生的反应也均使用DSC进行分析。最终得出石墨负极各放热反应归属：100~120 ℃为SEI膜分解,200~270 ℃为锂与电解液的反应,270~300 ℃为锂与羧甲基纤维素钠(CMC)的反应以及电解液的分解反应,300 ℃以上放热尖峰为锂与石墨的反应。
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  电池电压对锂离子电池高温存储性能的影响

  魏治国, 程成, 姚汪兵, 朱庆俊

  电源技术. 2021, 45(3): 294-296. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.03.006

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  研究了电池电压对磷酸铁锂锂离子动力电池高温(45 ℃)存储性能的影响。结果表明,电池电压对锂离子电池厚度及不可逆容量损失有很大影响。电池电压越高,电池厚度增加量越小,不可逆容量损失越大;反之,电池厚度增加量越大,不可逆容量损失越小。高温搁置初期,电池厚度均出现明显增加;随着搁置时间的延长,电池电压为2 V和3 V的电池厚度不断增加,而电压为3.65 V的电池厚度在搁置2天后保持稳定。
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  基于变压环境的21700型锂电池热危险性分析

  王海斌, 沈俊杰, 贺元骅, 陈现涛, 孙强

  电源技术. 2021, 45(3): 297-301. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.03.007

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  为研究新型多用途21700锂离子电池在航空运输过程中可能出现的热安全问题,设计并搭建了锂电池热危险性实验室平台。分别在常压开放与密闭空间,多梯度低压条件下,使用外部热源接触加热的方式触发锂离子电池热失控,并进行实验研究。结果表明：相较于常压开放环境,低压封闭环境下锂电池燃爆的触发时间将延长,热失控达到的顶点温度更低,但散热性能减弱,锂电池的高温危险性持续时间较长;此外,在较高环境压力下锂电池热失控燃爆更剧烈,产生的燃爆冲击压力更大;环境压力的下降将导致锂电池电解液不充分燃烧反应,会生成更高浓度的可燃性气体和有毒有害性气体,但过低环境压力下较低的氧浓度又会缩短燃烧持续时间,使释放的气体浓度小幅降低。
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  变接触面圆柱形锂电池组液冷散热的热特性

  袁航, 高强

  电源技术. 2021, 45(3): 302-304. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.03.008

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  设计了一种液冷散热的新方法,考虑到沿液冷管道,经过热量的累积,末端的温度高于前端,因此在沿流道方向设定接触面积阶梯变化的散热铝块,电池热量通过铝块传递到液冷管道,显著改善温度的均匀性。采用STAR-CCM+软件模拟的方法,对比接触面变化与等接触面的热性能,结果显示,相对于接触面积恒定的模组,变接触面积的模组冷却效率提高4.82%,温度一致性程度降低1.1 ℃。
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  深海装备用锂电池热传递研究

  闫枫, 付平, 毕杰

  电源技术. 2021, 45(3): 305-308. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.03.009

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  以深海观测仪器300KADCP的锂电池为研究对象。将锂电池分别在25、4 ℃环境下进行放电实验,发现锂电池在4 ℃下放电效率远低于25 ℃。对锂电池在4 ℃环境下的不同对流换热系数进行模拟仿真,发现对流换热系数越低,锂电池热量流失越慢。因此,在深海低温环境下应该减少锂电池热量的流失,从而延长深海观测仪器的工作时间。
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  基于二维模型的单体锂离子电池热仿真与实验

  李彩红, 虞跨海, 王鹏, 王焕芳, 王飞

  电源技术. 2021, 45(3): 309-312. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.03.010

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  基于锂离子电池二维平面电位与电流密度研究,结合电池组成材料的热物性参数,建立锂离子电池放电热行为热模型,开展了单体电池瞬态热行为流热数值仿真,结合电池温升曲线实验,验证了锂离子电池数值仿真模型。研究结果表明：基于二维电流密度非均匀分布所建三维单体锂电池热模型能够较准确地描述电池的实际放电热行为;电池外壳材质对热模型传热效果具有一定的影响。
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  液冷板结构对电池模组液冷性能的影响研究

  付平, 毕杰, 杨明飞

  电源技术. 2021, 45(3): 313-316. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.03.011

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  针对不同结构的液冷板,采用标准的k-e湍流模型,运用有限元分析软件FLUENT对电池模组液冷板进行建模仿真。研究结果表明,双进出水口结构液冷板对冷却液的散热性能明显好于单进出水口,但对电池模组的液冷效果不理想。内置式液冷板结构液冷效果好于电池模组上置式液冷板结构,且散热均匀高效,从而确定了一种散热高效均匀的液冷板结构。为了验证建模仿真的可靠性,在设计生产出实物后,对内置式双进出水口液冷板实物模型进行了0.7 C放电液冷实验。实验结果表明,采用此结构的电池模组在放电时,温升的实验结果与仿真结果基本一致,在一定程度上验证了模拟仿真的可靠性。
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  集装箱式储能系统热管理设计

  田刚领, 张柳丽, 牛哲荟, 李占军, 罗军

  电源技术. 2021, 45(3): 317-319. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.03.012

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  合理的热管理是集装箱式电池储能系统长期高效、安全、稳定运行的关键。以国内某大型储能示范工程用集装箱式锂离子电池储能系统为研究对象,阐述了热管理系统风道、空调及风扇设计,测试了储能系统不同倍率运行时的电池温度变化。热管理系统可以保证储能系统以0.5 C运行时,电池工作环境维持在最佳温度范围;在1 C下运行时,电池最高温度不超过40 ℃,储能系统最大温差小于8 ℃。
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  基于新型结构铜板的PEMFC双极板接触电阻测量

  丰胜, 陈姝彧, 谌祺, 李水祥, 韩小涛

  电源技术. 2021, 45(3): 320-324. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.03.013

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  双极板作为质子交换膜燃料电池中最重要的部件之一,与气体扩散层之间的接触电阻直接影响电池的效率和输出性能。考虑到传统离线接触电阻测试方法在适用范围的限制性和测量准确度方面的问题,设计了一种用于双极板接触电阻测量的带凸台面结构的新型镀金铜板,并对其进行了有限元力学仿真分析和实验研究。仿真分析显示该结构设计提高了碳纸和待测样品接触面上受力的均匀性,实验结果也验证了采用该新型铜板结构极大地提高了样品电阻值的准确性。
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  金属双极板与碳纸接触电阻率测量实验研究

  李廷, 李新, 张金美, 郑洁霁, 周乐

  电源技术. 2021, 45(3): 325-329. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.03.014

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  提出了一种基于改进型差值法测量接触电阻率的方法,研究了工程实践中各因素对双极板与碳纸间接触电阻率的影响。结果表明：碳纸疏水处理,其接触电阻率会提高10%。金属双极板电堆的组装压强要求大于1.2 MPa。双极板与碳纸接触电阻率起决定作用的是肩部比例。碳纸纵横向放置对双极板接触电阻率的影响在1%范围内,碳纸轧制刀模可以横纵排列,以提高其利用率。不锈钢表面粗糙度对于接触电阻率影响较大,不同粗糙度其接触电阻率差异最大可以达到5倍,电堆厂家需要考虑碳纸与双极板的匹配问题,可以在确定碳纸种类后,选择合适的箔材。
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  游船用氢燃料电池和储能电池的优化配置

  王珺, 王甫, 袁金良, 陈亚杰, 潘志强

  电源技术. 2021, 45(3): 330-334. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.03.015

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  燃料电池通常与储能电池组构成一个供能系统为电动船舶供电。为了更好地实现船舶燃料电池和储能电池的容量配置,实现系统高效工作,对燃料电池+储能电池系统进行建模,考察储能电池不同荷电状态(SOC)下供能系统的输出性能,对输出数据加以分析优化,用以指导实际工程中电能系统的配置设计。以“德国汉堡航道运营某游船氢燃料电池能量系统”为目标原型,基于Matlab/Simulink建立了仿真验证程序,优化与验证储能电池的选型及配置。经计算,配置530 V/100 Ah容量锂电池组,可满足船舶正常运行负载需求,并制定相应的能量管理策略使燃料电池和储能锂电池均处于高效工作区间。优化配置后的储能电池容量比原设计减少了近70%。
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  超级电容主动补偿的燃料电池管理系统设计

  韩冬林, 徐琤颖, 陈愚

  电源技术. 2021, 45(3): 335-337. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.03.016

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  针对车用燃料电池发动机关键部件膜电极的劣化模式,提出了一种基于超级电容主动补偿的燃料电池堆膜电极单体电压平衡控制方法,采用在燃料电池堆每个膜电极单体中都加入独立的主动补偿控制电路和独立的超级电容单体储能的电路结构,分别设计了主动补偿控制电路和燃料电池管理控制电路,实现了对每个膜电极单体工作电压的实时精确控制。
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  氢镍电池用La_0.58Nd_0.13Mg_0.26Ni_3.4储氢合金的结构与电化学性能

  秦咏梅, 刘雪峰, 岳大军

  电源技术. 2021, 45(3): 338-342. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.03.017

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  通过感应熔炼和退火的方法制备了2H-A₂B₇和3R-A₂B₇相共存的La_0.58Nd_0.13Mg_0.26Ni_3.4合金,研究了退火温度对La_0.58Nd_0.13Mg_0.26Ni_3.4合金物相组成、电化学和动力学性能的影响。结果表明：不同退火温度下La_0.58Nd_0.13Mg_0.26Ni_3.4合金的物相组成都为Gd₂Co₇型3R-A₂B₇和Ce₂Ni₇型2H-A₂B₇相,随着退火温度的升高,2H-A₂B₇相含量逐渐升高、3R-A₂B₇相含量逐渐减小,3R-A₂B₇相逐渐向2H-A₂B₇相转变。A₂B₇-1和A₂B₇-4合金都只存在一个放氢平台,而A₂B₇-2和A₂B₇-3合金都包含两个放氢平台;随着退火温度升高,La_0.58Nd_0.13Mg_0.26Ni_3.4合金电极的HRD_{1 440}、C_{1 440}和I₀都表现为先增加而后减小的趋势,在退火温度为950 ℃时取得最大值,合金电极具有最佳的电催化活性。氢扩散不是合金电极的动力学控制要素,而合金电极的高倍率放电性能主要由交换电流密度I₀决定。
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  混合动力汽车氢镍电池组模块电压检测方法

  蒋中明, 钟发平, 王崧浩, 吴纯华

  电源技术. 2021, 45(3): 343-345. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.03.018

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  针对现有动力电池组单体电池电压采样电路的成本高、电路复杂及采样精度低等问题,提出一种采用光继电器与飞渡电容相结合的模块电池采样电路,该电路具有电气隔离性好、电路简单、一致性好等特点,可靠性和精度都能满足设计需要,并在实验室环境下进行了静态精度测试。结果表明,所有通道正偏差≤40 mV,负偏差≤24 mV,远远优于设计指标±64 mV,目前已在公司混合动力电池产品中实际应用,具有参考意义和实用价值。
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  基于全钒液流电池动态模型的电荷损失分析

  李明华, 王保国, 范永生

  电源技术. 2021, 45(3): 346-349. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.03.019

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  全钒液流电池的电荷损失主要由旁路电流和交叉反应共同引起。旁路电流与电解液的流道设计有关,交叉反应与隔膜的阻钒能力有关,在实际应用过程中两者相互耦合,各自占比并不明确。因此,有必要考虑旁路电流和交叉反应建立全钒液流电池系统模型来定量分析各部分电荷损失的大小,这将为提高电流效率提供重要依据。考虑旁路电流和交叉反应建立了动态模型,分析了交叉反应和旁路电流引起的电荷损失动态变化情况,电流和流量等运行参数对电荷损失率的影响。分析结果有助于在液流电池设计过程中提高电池性能,从而减少实验和设计的成本。
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  锂电池SOC估算及改进型DC/DC变换器均衡电路研究

  王伯瑞, 郑培

  电源技术. 2021, 45(3): 350-355. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.03.020

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  锂离子电池组的不一致性导致电池组增加过充电或过放电风险,并造成个别电池易于老化,使电池组的可用容量和寿命下降,且过充电产生的热量会影响电动汽车的使用安全性。基于此,提出以开关阵列为核心的双向DC/DC变换器均衡电路,以荷电状态(SOC )极值和均值为均衡开启和结束条件,采用主元分析法(PCA)-蚁群算法(ACO)-Elman动态神经网络-无迹卡尔曼滤波(UKF)联合算法进行SOC估算。实验及仿真结果表明,通过算法间取长补短既克服系统输入变量维数大、Elman神经网络易陷入局部最优、UKF过于依赖模型等缺陷,又使均方差达到1%,提高算法的稳定性,计算速度快,且与其他均衡方案相比,均衡耗时短、效率高。
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  退役动力电池多变量均衡控制策略研究

  梅丘梅, 罗扬帆, 王华昕, 李珂

  电源技术. 2021, 45(3): 356-361. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.03.021

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  退役动力电池单元不一致性严重影响了电池组的剩余寿命和容量利用率,且对均衡管理系统提出了更高的要求。结合电池的开路电压-荷电状态(OCV-SOC)特性曲线,提出了一种基于电压和SOC的多变量协调均衡控制策略,根据电池组SOC所处的状态,选取电压和SOC的组合权重作为均衡变量。仿真结果表明,多变量协调均衡策略与单一变量均衡策略相比,以相对较快的均衡时间实现了电池电压和SOC更好的均衡效果,满足了退役电池组均衡的实际需求。
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  基于不同核函数SVR的锂离子电池SOH预测比较

  韩伟, 王帅, 张筱辰, 李义婷, 陈翁祥

  电源技术. 2021, 45(3): 362-365. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.03.022

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  电池健康状态(state of health,SOH)预测是电池故障诊断与健康管理的重要组成部分,准确地预测电池健康状态至关重要。支持向量回归方法因具有良好的回归能力而被作为预测电池剩余使用寿命的首选数据驱动方法之一。核函数将样本从低维空间映射到高维空间,以便进行精确分类,参数选择决定核函数的映射能力,训练集的大小和分布也会影响支持向量回归(SVR)的回归能力。将锂离子电池数据分为前期、中期和后期训练数据。采用遗传算法(GA)和粒子群算法(PSO)对四个核函数的参数进行了优化。实验结果对比表明,采用径向基函数(RBF)的GA-SVR和PSO-SVR可以较准确地预测锂离子电池的剩余使用寿命。
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  基于GSASO的局部阴影下光伏最大功率追踪

  卢文韬, 肖辉, 吴姿瑾, 王至远

  电源技术. 2021, 45(3): 366-369. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.03.023

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  光伏系统在局部阴影遮挡条件下其输出功率会大幅度减少,同时其光伏功率特性曲线出现多峰现象,其最大功率追踪过程的复杂性也会加大。将黄金正弦(Golden-SA)作为局部优化算子嵌入到原子搜索优化算法(ASO)中,解决其收敛速度较慢并且容易陷入局部最优的缺陷;构造出一种新的算法——黄金正弦原子搜索优化算法(GSASO),原子个体通过黄金正弦操作与最优个体进行充分的信息交流,能够更加快速准确地收敛到最大功率点。设置了多种光照情况进行仿真,将其与原子优化算法和粒子群方法进行对比,结果表明,所提出的方法在局部遮阴环境条件下能准确快速地跟踪最大功率点。
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  GA-BP神经网络在光伏阵列故障检测中的应用研究

  刘东, 李田泽, 刘开石, 张晓阳, 韩鸿雁

  电源技术. 2021, 45(3): 370-373. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.03.024

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  BP神经网络在进行光伏阵列故障检测时,故障诊断性能易受局部极值影响,且收敛速度过慢。针对这一问题,利用遗传算法(GA)的全局搜索能力,找到BP神经网络初始权值阈值的最优解,可以有效克服BP神经网络上述缺陷,并高效完成对光伏阵列的故障诊断。对比光伏阵列正常状态与不同故障状态下的输出特性,选定电压电流作为输入,故障状态为输出,建立GA-BP故障诊断模型,将经过遗传算法优化后的BP神经网络与经典的BP神经网络相比较,通过仿真验证,GA-BP神经网络不仅可以更快速地进行故障诊断,还提高了故障诊断的准确率。
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  电动汽车无线充电系统阻抗补偿方法研究

  廖力, 刘坤, 吴铁洲

  电源技术. 2021, 45(3): 374-377. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.03.025

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  在电动汽车无线充电系统工作过程中,锂离子电池负载参数会随着电池荷电状态(SOC)的改变不断变化,从而导致系统频率处于失谐状态。其主要原因在于系统的输入阻抗发生了改变,偏离了谐振点使系统的传输效率降低。针对这一问题,提出了一种基于负载实时变化的阻抗跟踪补偿方法,用矩阵电容代替接收端谐振电容的大小,以补偿负载阻抗的虚部;采用DC-DC型阻抗匹配电路,以补偿负载阻抗的实部。以锂电池负载为研究对象,分析了SS型谐振网络参数与传输效率的关系,推导了系统最大效率传输的条件,使用Matlab/Simulink软件进行仿真。仿真结果表明,使用该阻抗补偿方法,系统传输效率约为82.55%;相较于无阻抗匹配电路的无线充电系统,传输效率约提高3.25%,验证了该方案的可行性。
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  磁隔离技术在航天器二次电源系统中的应用

  陈昶文, 王少宁

  电源技术. 2021, 45(3): 378-381. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.03.026

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  分析了航天器二次电源系统设计中信号隔离传输的需求,针对传统应用中光耦器件存在的抗辐照敏感及霍尔传感器在高电压测量时功耗大的问题,提出了基于磁隔离的电路解决方案。采用开关电源中常用的器件分别设计了DC/DC变换器中磁隔离反馈电路、磁隔离遥测采样电路、磁隔离基准电压输入电路以及磁隔离驱动电路。实验结果表明,所提出的电路均实现其设计功能,在一定场合能替代霍尔传感器、光耦合器等器件,简化航天器电源系统的设计。
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  CLLLC谐振变换器的散热器优化设计

  周子涵, 李先允, 王书征, 殷帆, 卢乙

  电源技术. 2021, 45(3): 382-385. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.03.027

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  MOSFET作为CLLLC谐振变换器的核心器件,其散热设计会影响CLLLC谐振变换器能否安全可靠运行。针对5 kW的CLLLC谐振变换器,分析了散热器的表面温度与功率器件结温之间的关系。在此基础上,探讨了散热器表面温度与与其几何尺寸之间的关联程度,并对散热器肋片数、肋片厚度、肋片高度、风扇的风量等进行了优化设计。介绍了一种能够实现散热器表面温度最小的优化设计方法,并运用仿真与理论设计进行了对比验证。
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  基于移相全桥的两级式交错并联DC/DC拓扑研究

  王鹤, 褚渊, 黄堃, 张若思, 苏子云

  电源技术. 2021, 45(3): 386-390. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.03.028

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  针对电动汽车的快速、安全、高效充电等热点问题,提出了并联型DC/DC全桥与降压型变换器拓扑相结合的控制策略,利用移相全桥控制技术和交错并联控制技术,实现高频磁隔离功能,提高电流控制性能,提升整个系统效率。详细介绍了两级式DC/DC变换器的拓扑结构和工作原理,前级移相全桥电路通过移相控制实现软开关功能,并降低开关损耗,而后级降压电路可以实现闭环控制,输出固定电压。由此表明交错并联技术能够使输出电流纹波得到有效抑制,从而输出更高功率。本系统基于TMS28335进行软件设计,研制出一台最大输入电压为700 V,输出电压为250~550 V的5 kW变换器,验证了所提出控制策略的可行性。
综述
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  硅酸钴锂正极材料的研究现状与前景

  武金磊, 马运昌, 魏福祥, 张翼

  电源技术. 2021, 45(3): 391-396. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.03.029

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  锂离子电池的多样化和广泛应用,迫切要求开发具有高能量密度的新一代锂离子电池,这在很大程度上取决于正极材料。近年来,Li₂MSiO₄(M=Fe, Co, Mn...)以其热稳定性好、储量高、成本低和环境友好性而受到广泛关注。综述了Li₂CoSiO₄正极材料在相转变结构、合成方法及电化学性能改进技术等方面的研究进展。
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  柔性凝胶聚合物电解质材料的制备与进展

  李梓源, 韩文佳, 丁其军

  电源技术. 2021, 45(3): 397-401. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.03.030

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  柔性凝胶聚合物电解质具有高导电性、高弹性、高安全性、质量轻和易于制造等优点,是可穿戴电子设备供电柔性电池用电解质的理想候选材料之一。与固体电解质相比,其具有更高的离子电导率,且没有使用液态电解质带来的安全问题,但其自身也具有室温离子电导率较低、力学性能较差的缺陷。综述了凝胶聚合物电解质的基本作用机理和制备方法,介绍了通过聚合物共混接枝、无机填料复合、增塑溶剂改善以及纤维素改性复合进行改性的研究进展,并对柔性凝胶聚合物电解质的研究及发展方向进行了展望。
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  车用固态锂电池研究进展及产业化应用

  武佳雄, 王曦, 徐平红, 宗磊, 朱星宝

  电源技术. 2021, 45(3): 402-405. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.03.031

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  目前新能源汽车用锂离子电池大多采用液态电解质,容易在使用过程中出现胀气、析锂、内短路等安全问题,严重的还会引起爆炸。固态电池是解决液态电池安全问题的一种有效方法,它采用固态电解质作为锂离子的传输介质,具有良好的机械性能,能够抑制锂支晶的生长,防止内短路。另外,固态电池可以采用锂金属负极,实现电池更高的能量密度。世界各国纷纷布局固态电池研发,从固态电解质研发、电极-电解质界面和电池体系等方面开展研究,取得了一系列显著成果。以车用固态电池的发展为主线,从车用动力电池需求、固态电池研究进展、应用现状等方面介绍了动力电池固态化的进展。
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  酶生物燃料电池的研究进展

  苗昆鹏, 闫龙, 马鹏程, 马晓燕

  电源技术. 2021, 45(3): 406-409. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.03.032

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  总结了近年来构筑酶生物燃料电池(EBFC)的碳基纳米材料、金属纳米粒子、导电纳米杂化材料及其电极、电池性能,指出使用导电纳米杂化材料的3D生物电极设计EBFC是未来的发展方向,3D生物电极结合了碳纳米材料和金属纳米粒子的优点,使其具有更高的比表面积和酶负载量,可以提高EBFC的电流密度和输出功率;此外,EBFC在可植入器件和可穿戴设备电源以及自供能传感器、有机废水处理方面都展现出良好的应用前景。
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  柔性钙钛矿太阳电池专利技术浅析

  徐国亮, 韩婷

  电源技术. 2021, 45(3): 410-413. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.03.033

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  钙钛矿太阳电池是光伏领域的研究热点,具有效率高、制备简单的特点。柔性钙钛矿太阳电池适用于各种形貌基底,在可穿戴领域具有广阔的应用前景。梳理了柔性钙钛矿太阳电池相关专利申请,从柔性化方式和改善电池稳定性的角度,对该领域的重点专利技术进行分类和总结,有助于了解其专利技术发展路线,对未来确定研究方向和进行专利布局有所裨益。
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  出口欧盟电动车用电池系统的测试标准对比研究

  王佳琪, 陈立铎, 尚庆波

  电源技术. 2021, 45(3): 414-418. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.03.034

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  对出口欧盟电动车用电池系统的测试标准ECE Regulation No.100 (ECE R100)进行了对比研究,将其与国内现行动力电池系统安全性认证标准GB/T 31467.3-2015《电动汽车用锂离子动力蓄电池包和系统第3部分：安全性要求与测试方法》和2020版GB 38031-2020《电动汽车用动力蓄电池安全要求》,以及国际安全认证法规ISO 12405-3：2014 《Electrically propelled road vehicles Test specification for lithium-ion traction battery packs and systems Part 3: Safety performance requirements》进行对比分析。通过聚焦测试项目、测试方法与性能评价指标差异性,有针对性地给出ECE R100标准下的电池系统测试关键环节,为国内企业进行ECE R100认证提供了参考。
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  相关向量机预测电池健康状态和剩余有效寿命

  张之琦, 郁亚娟, 李茜, 胡宇辰, 黄凯

  电源技术. 2021, 45(3): 419-423. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.03.035

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  相关向量机(relevance vector machine,RVM)算法由于其高稀疏性的特征,比有同样原始模型的支持向量机(support vector machine,SVM)算法有着更多的优势,在锂离子电池剩余有效寿命的研究中受到了关注。总结了现有的基于RVM算法的预测模型,介绍针对于电池寿命中RVM算法的改进,为之后的研究提供一定的参考。
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  能源互联网在军事领域的应用分析

  杜韫

  电源技术. 2021, 45(3): 424-426. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.03.036

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  能源互联网技术建立在信息网络技术的基础上,将能源的生产、存储、输送、管理和利用等整合起来,增强各节点的智能交互能力,实现能源双向对等传输。信息技术和人工智能技术的快速发展推动着军事装备向信息化、智能化方向迈进,同时给军事能源保障带来巨大的机遇和挑战。可借助能源互联网技术,拓展与丰富军事能源获取途经,提高战时军事能源安全、高效、可持续保障的能力。