2021年, 第45卷, 第4期　
刊出日期：2021-04-20

  

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研究与设计
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  水热法合成硫化铜微米花及其电化学性能

  曲佳伟, 陈秀娟, 范影强

  电源技术. 2021, 45(4): 429-432. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.04.001

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  以氯化铜(CuCl₂·2 H₂O)为铜源,硫脲(CH₄N₂S)为硫源,聚乙二醇(PEG)为表面活性剂,采用水热法于150 ℃反应10 h成功制备出由纳米片组成的硫化铜(CuS)微米花,利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜对样品的组成和形貌进行表征,利用倍率充放电、循环伏安法(CV)以及电化学交流阻抗测试对样品的电化学性能进行研究,讨论了Cu_7.2S₄的存在对材料电化学性能的影响。分析结果表明：通过水热法制备得到的CuS微米花的首次放电比容量为765.2 mAh/g,首次充电比容量为318.9 mAh/g,库仑效率为41.68%;CuS/Cu_7.2S₄材料的首次放电比容量为817 mAh/g,首次充电比容量为477.2 mAh/g,库仑效率为58.41%,相较而言,CuS/Cu_7.2S₄材料的电化学性能比纯相CuS略有提升。
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  锂电池MoN_xO_3-x/C复合材料的制备及其储锂性能的研究

  马胜, 任军, 唐旭东

  电源技术. 2021, 45(4): 433-436. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.04.002

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  以乙二胺与三氧化钼制备的杂化前驱体作为模板,通过氮气保护下的碳热还原处理,制备出纳米形貌MoN_xO_3-x/C复合材料,并借助X射线衍射光谱法(XRD)、扫描电子显微镜法(SEM)和X射线光电子光谱法(XPS)等手段对材料的结构形貌进行表征。结果表明,通过有机物乙二胺的碳热还原反应,无定形碳原位包覆在氧化钼表面,同时N元素掺杂进入活性组分晶格,这两者的协同效应提升了活性组分的导电性能和晶格稳定性。因此,MoN_xO_3-x/C表现出良好的电化学性能。在0.05 A/g充放电电流下,样品的首次放电比容量为379 mAh/g,经过80次充放电循环后,放电比容量为229 mAh/g。在0.5和1 A/g的电流条件下,其放电比容量为121和108 mAh/g。
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  球形3 LiF/Fe材料的制备及脱嵌锂性能研究

  孙俊杰, 王良哲, 王明霞, 林燕

  电源技术. 2021, 45(4): 437-439. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.04.003

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  基于多电子转换反应的FeF₃除比容量高(712 mAh/g)的优点外,还具有较高的放电平台(2.742 V),是极具应用前景的高比容量锂离子电池正极材料。但此类材料具有动力学性能差,循环寿命短等缺点,且使用过程中需要含Li的负极材料与之配对,这极大地限制了此类材料的应用。采用超声喷雾分解法(USP)一步合成了3 LiF/Fe复合材料,并研究了其可逆脱嵌锂性能。通过X射线衍射光谱法(XRD)、扫描电子显微镜法(SEM)、透射电子显微镜法(TEM)和拉曼光谱等方法对材料的结构进行了表征,并对其进行了充放电容量测试。结果表明,前驱体溶液中添加蔗糖,炉温为700 ℃时,可一步得到物相相对较纯的球形3 LiF/Fe材料;在20 mA/g的电流密度下,材料的放电平台约为2.8 V,比容量为130 mAh/g。
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  分形维数对Ni_0.6Co_0.2Mn_0.2(OH)₂制备过程及电化学性能的影响

  吴浩, 郑江峰, 张晨, 高琦, 罗敏

  电源技术. 2021, 45(4): 440-442. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.04.004

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  采用共沉淀法合成Ni_0.6Co_0.2Mn_0.2(OH)₂前驱体,利用Photoshop软件和Matlab软件对前驱体颗粒的扫描电子显微镜法(SEM)图像进行了处理和分形维数值的计算,探究了分形维数值与球形度的对应关系,选择分形维数较高的前驱体高温烧结制备出正极材料并进行高倍率下的电化学性能检测,结果表明256 dpi×256 dpi的SEM图像分辨率条件下,前驱体颗粒的分形维数值在0.975~0.995,分形维数值与反应体系pH值之间存在线性对应关系。在3 C电流密度下,截止电压为4.3、4.4和4.5 V时,首次放电比容量为160.3、173.7和179.7 mAh/g,首次效率为72.93%、83.08%和74.19%,循环250次后,容量保持率为74.55%、77.03%和76.46%。
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  软包锂离子电池电解液保持量对性能影响研究

  岳娟, 孙嘉隆, 孙珊珊, 宋春冬, 杜晨树

  电源技术. 2021, 45(4): 443-445. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.04.005

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  锂离子电池制备过程中对电解液保持量的合理控制是保证电池循环寿命非常关键的工艺步骤。研究了电解液的注入量、化成压力与电解液保持量的关系以及电解液保持量对电池循环性能的影响。结果表明：在特定的材料体系下,电解液的注入量与电解液的保持量呈正相关,当电解液注液量足够时,注入量为1.60 g/Ah以上时,电池0.7 C下充放电循环500次后,容量保持率大于80%。在此基础上,通过调节化成工艺参数,当化成压力为2.2 MPa,保持量大于1.56 g/Ah时,0.7 C下充放电循环1 000次后,容量保持率大于80%,同时,随着注入量的增加,电池循环失效的概率也会降低。
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  锂离子电池铝壳腐蚀机理研究与防护分析

  舒宽金, 何巍, 陈星宇, 刘建华, 刘金成

  电源技术. 2021, 45(4): 446-449. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.04.006

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  研究了方型铝壳锂离子电池的铝壳腐蚀机理,并归纳了铝壳抗腐蚀的防护方法。通过分析锂离子电池内部结构、铝壳腐蚀位置和腐蚀失效机理模型,扫描电子显微镜法(SEM)分析腐蚀表面形貌以及能量散射光谱(EDS)与电感耦合等离子体光谱分析法(ICP)分析元素,得出方型铝壳锂离子电池的铝壳腐蚀现象是化学腐蚀和电化学腐蚀两种协同并存的腐蚀反应结果;通过消除离子通道改善电池内部绝缘防护,可改善电池的铝壳内部腐蚀现象。这为方型铝壳锂离子电池结构设计、绝缘防护的设计提供重要参考方法。
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  基于双无迹卡尔曼滤波的锂电池SOC估算

  邹琳, 刘佳俊, 马国庆, 郎锦峰

  电源技术. 2021, 45(4): 450-454. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.04.007

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  锂电池荷电状态(SOC)估算是电池管理系统的重要内容之一。为了提高SOC估算精度,以二阶RC等效电路为模型,采用双无迹卡尔曼滤波(DUKF)算法对电池模型参数和SOC进行在线联合估算。通过恒流放电测试、动态应力测试(DST)和不同初始SOC值的鲁棒性测试,验证了所提方法的准确性和稳定性。
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  一种通用的锂电池模型参数辨识方法

  豁长青, 曹铭, 黄菊花, 张庭芳

  电源技术. 2021, 45(4): 455-458. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.04.008

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  建立精确的动力电池模型是电池管理系统开发过程中的重要环节,而电池模型选择和参数辨识对系统设计至关重要。针对当前参数辨识流程效率较低、占用资源较多的问题,给出了一种基于Simulink以及Matlab®的Optimization Toolbox的通用、高效的离线参数辨识方法。选取二阶RC等效电路模型,利用混合动力脉冲能力特性(HPPC)测试结果作为辨识数据,通过优化数据处理和参数设置流程提高参数辨识效率,利用HPPC和新欧洲汽车法规循环工况(NEDC)动态工况实验数据验证电池模型。结果表明：模型精度取决于辨识配置文件以及电池模型的鲁棒性,辨识得到的模型具有较高的精度,有效解决了电池组仿真中精度和复杂度之间的矛盾。
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  质子交换膜燃料电池仿真建模与分析

  顾洮, 袁野

  电源技术. 2021, 45(4): 459-462. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.04.009

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  质子交换膜燃料电池由于优异的性能得到了迅速推广,相应的仿真建模对其性能研究具有重要的意义。传统的仿真建模大多只给出整体的外部封装模型。针对此不足,对质子交换膜燃料电池的结构进行了介绍,并对其工作原理进行了研究。通过描述典型极化曲线,给出活化极化电压、欧姆极化电压、浓度极化电压和能斯特电压的数学计算模型。建立各自的Matlab/Simulink仿真模型,给出模型内部的模块连接关系,以便更好地理解数学模型。将四个电压模型进行封装,组合成质子交换膜燃料电池的稳态仿真模型,并进行仿真分析。仿真得到的输出电压变化趋势与典型极化曲线相一致,表明建立的仿真模型正确有效。仿真结果还表明,适当增加燃料电池内部温度、氢气压力或氧气压力均能够提高电池的输出电压。
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  燃料电池工作电流与温度分布相关性建模

  程清伟, 李淼林, 柯志鹏, 黄海燕

  电源技术. 2021, 45(4): 463-465. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.04.010

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  燃料电池在运行过程中会遇到大量输出功率波动工况,尤其是作为车用主电源时,因路况变化,电机工作电流有可能大幅度波动,导致电池工作温度变化和性能波动。构建燃料电池工作电流与热场分布相关性模型,深度研究两者间的关系很有必要。在Matlab/Simulink的仿真环境中,对燃料电池活性物质输入流场、电化学反应、生成物移除过程进行模拟仿真,依据气体通道内流速、压降与燃料物性参数构建模型,分析内部温度场与功率输出关联性。仿真结果表明温度场变化与工作电流呈现显著相关性。
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  基于甲烷水蒸气重整的SOFC耦合系统性能研究

  苏鹏, 林彬, 赵炜, 羊羿

  电源技术. 2021, 45(4): 466-469. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.04.011

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  甲烷水蒸气重整固体氧化物燃料电池(SOFC)系统主要包含了甲烷水蒸气重整制氢/供气单元、SOFC电堆单元、电化学测试单元等,系统通过换热器将SOFC电堆单元的余热回收再利用,可实现能源的梯级高效利用,具有良好的发展前景。针对系统中影响因素较多的甲烷水蒸气重整供氢单元进行了研究,通过调整重整反应的不同重整温度、水碳比等影响因素,对比分析了不同工况下CH₄转化率的变化规律;在最优工况下,实现了甲烷水蒸气重整制氢/供气单元和SOFC电堆单元的直接耦合,对SOFC电堆进行了性能测试,并对比分析了耦合后的系统性能,提出进一步的优化方案。
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  SOFC电堆降阶建模研究及其仿真测试

  张琳, 刘润华, 周伟彬, 杜鹏飞, 王晋晶

  电源技术. 2021, 45(4): 470-473. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.04.012

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  基于5 kW固体氧化物燃料电池(SOFC)独立发电系统,考虑其高阶复杂非线性的特性,设定部分变量为常值进行简化,从系统的分布式参数控制、SOFC模型的温度分层动态分析及层次降阶方面进行分析,设计了面向控制的SOFC系统级降阶模型,并进行了仿真,测试了4温度层、3温度层、2温度层三种不同模型的输出特性。仿真结果表明SOFC系统级降阶模型具有建模简单和精度高的优点,研究结果对SOFC燃料电池独立发电系统的建模和控制具有一定的实用价值。
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  基于ILSLOA的局部遮荫下光伏发电最大功率追踪

  吴姿瑾, 肖辉, 卢文韬, 王至远, 黄治

  电源技术. 2021, 45(4): 474-477. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.04.013

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  针对光伏系统在局部遮荫情况(PSC)下的功率失配问题,提出了一种基于增强型狮群算法(ILSLOA)的最大功率点追踪控制方法,在基本狮群算法(BLOA)的基础上,引入反向搜索机制,利用反向搜索因子加快追踪速度,增强狮群算法的全局搜索能力,应用到最大功率点追踪中。设置多种光照模式进行仿真验证,并与粒子群算法(PSO)、BLOA进行比较。结果表明,所提方法追踪速度更快、精度更高,追踪过程波动更小。
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  基于滑模控制方法的光伏系统MPPT策略

  王仁明, 胡梦帆, 张赟宁

  电源技术. 2021, 45(4): 478-481. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.04.014

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  讨论了太阳能光照强度和电池温度不稳定时的光伏发电系统最大功率点跟踪(MPPT)问题。采用基于滑模控制方法对最大功率点进行跟踪与升压DC-DC变换电路相结合的综合策略。仿真结果表明：与传统的扰动观察法相比,该方法具有追踪速度快,稳态精度高等优点,而且在负载变化情况下比传统扰动观察法的追踪精度更高。
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  基于SNDPSO的多峰值光伏最大功率追踪控制研究

  王磊, 朱金荣

  电源技术. 2021, 45(4): 482-484. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.04.015

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  常规最大功率点追踪(MPPT)方法在光伏阵列局部阴影时,易陷入局部最优解从而追踪失败。提出了迭代步长呈正态分布衰减的粒子群算法(SNDPSO)。该算法中引入了最近邻学习过程,通过粒子相对距离的判断提高了最优解的精度,同时算法充分地将正态分布收敛速度快的优点和粒子群的全局峰值搜索能力结合起来。由仿真结果可知,SNDPSO算法在静态及动态阴影、均匀光照情况下均能实现快速精确的最大功率追踪。
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  基于混沌CSO-WNN-RBF的光伏功率超短期组合预测

  卢文韬, 肖辉, 吴姿瑾, 王至远, 赵帅旗

  电源技术. 2021, 45(4): 485-489. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.04.016

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  针对现有的光伏功率超短期预测方法难以得到所需复杂的气象数据,且光伏时间序列具有混沌特性,将小波去噪后的光伏电站的历史功率数据利用C-C法挖掘数据自身所包含的各影响因子。利用鸡群算法(CSO)对小波神经网络(WNN)的初值进行寻优,来提升WNN的预测性能。由于径向基函数(RBF)神经网络预测模型处理非线性输入输出关系具有较好的效果,将光伏功率时间序列分解为线性部分和非线性部分。提出一种CSO-WNN-RBF组合预测模型,利用CSO-WNN模型和RBF模型有序预测序列的线性部分和非线性部分,实现光伏电站输出功率的超短期组合预测。最后进行算例分析,将CSO-WNN-RBF预测模型与CSO-WNN预测模型、RBF预测模型进行预测效果对比。结果表明,所提方法在各天气类型中均保持良好的预测准确度和适用性。
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  光伏电站短期功率区间预测

  赵辉, 赵智立, 王红君, 岳有军

  电源技术. 2021, 45(4): 490-494. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.04.017

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  为了解决因天气因素导致的光伏出力预测不确定性和随机性问题,更好地量化光伏出力预测偏差的波动范围,提出了基于自适应噪声的集合经验模态分解(CEEMDAN)-排列熵(PE)和改进的蚁狮算法(IALO)优化核极限学习机(KELM)的光伏发电功率区间预测模型。利用CEEMDAN将历史功率信号分解为多个模态函数(IMF)分量,然后,计算各IMF的熵值,相近的熵值重新组合新序列。借助采用IALO调整输出层权重的KELM网络建立预测模型,对各序列进行区间构造并根据区间预测偏差调整区间模型,再叠加区间预测结果。以实际数据为算例,将组合预测模型与IALO-KELM模型和粒子群算法-反向传播算法(PSO-BP)模型进行对比实验。结果表明,CEEMDAN-PE-IALO-KELM模型的区间预测结果准确性和可靠性更高。
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  基于BLSTM-随机森林的短期光伏发电输出功率预测

  刘志超, 袁三男, 唐万成

  电源技术. 2021, 45(4): 495-498. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.04.018

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  光伏发电功率具有不确定性和波动性,准确预测光伏发电功率对提高光伏并网效率和保持电网安全运行具有重要作用。对江苏某地区光伏发电站的功率特性进行分析,使用小波降噪处理历史功率曲线,并对各气象条件使用灰色关联分析筛选出强相关影响因素,减少输出功率噪声和无关气象条件对功率预测的影响。将小波降噪处理后的历史输出功率及强相关特性构建数据集,建立基于双向长短期记忆网络(BLSTM)与随机森林的短期光伏发电功率预测模型,并与其他模型的预测误差进行比较。仿真结果表明,提出的BLSTM-随机森林的短期光伏功率预测模型具有较高的预测精度。
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  基于PVsyst的家庭光伏发电系统设计与研究

  石多峰, 罗振鹏, 张思清, 王淑玉, 张志艳

  电源技术. 2021, 45(4): 499-502. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.04.019

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  户用分布式光伏逐渐成为我国光伏发电的主要发展趋向。但是近几年上网电价逐年下调,光伏补贴面临取消。以呼和浩特地区一户家庭负荷为研究对象,应用PVsyst软件对三种户用分布式光伏发电系统进行系统设计和优化。通过PVsyst软件仿真结果,对比分析三种户用分布式光伏发电系统的发电量、发电损失,同时采用净现值法进行经济性分析。结果表明,在呼和浩特地区采用自发自用余电上网的家庭光伏发电系统具有较好的经济效益,但需要补贴政策支持。
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  北极野外监测装置光伏发电系统控制策略研究

  陈睿, 陈燕, 李聪克, 窦银科, 左广宇

  电源技术. 2021, 45(4): 503-506. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.04.020

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  针对北极野外监测装置终年随海冰漂移,主要依靠电池供电的现状,提出了一种用于风光海流供电系统中的主要发电单元——光伏发电系统的控制策略。采用改进的自适应变步长最大功率跟踪保证跟踪速度和稳态精度;输入功率冗余时,使用恒压控制母线电压保证供电系统的稳定;利用Matlab/Simulink对低温下光伏发电系统的两种控制方式及其切换过程进行仿真。仿真验证了该控制策略能够使处于突变环境条件下的光伏发电系统稳定地可控地输出。
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  碳包覆硫化锑纳米棒的制备及其储钠研究

  王国乾, 许宁, 岳鹿, 张文惠

  电源技术. 2021, 45(4): 507-511. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.04.021

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  以三氯化锑(SbCl₃)和九水硫化钠(Na₂S·9 H₂O)为原料,以聚乙烯吡咯烷酮为表面活性剂,以乙二醇为辅助溶剂,在200 ℃温度条件下,采用溶剂热法成功制备了一维直径为80~190 nm,长度约为40 μm的Sb₂S₃纳米棒材料,并对该合成材料进行碳包覆。将该合成材料作为钠离子电池负极材料时,表现出优异的储钠性能。对于Sb₂S₃/C电极,在电流密度为200 mA/g时,首次放电比容量为1 019.2 mAh/g,循环50次后,比容量保持在566.8 mAh/g,当电流密度提高为500 mA/g时,循环100次后,比容量保持在480.4 mAh/g。
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  核壳结构ZIF-67@ZIF-8的制备及其超级电容性能研究

  邹伦妃, 马振超, 王苏龙, 白宇森, 王亚珍

  电源技术. 2021, 45(4): 512-515. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.04.022

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  采用胶体化学合成法,在室温下使六水硝酸钴[Co(NO₃)₂·6 H₂O]与2-甲基咪唑(MeIm)反应制备出ZIF-67,并将其作为湿种子,再通过原位生长法将二水乙酸锌(C₄H₆O₄Zn·2 H₂O)与2-甲基咪唑(MeIm)生成的ZIF-8包裹在ZIF-67外,制备出核壳结构ZIF-67@ZIF-8材料,并用场发射扫描电镜(FE-SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)等方法对材料的形貌和结构进行表征。实验通过控制变量法改变原料金属离子的摩尔配比,得到不同配比下的样品,并将其制备成工作电极,在三电极体系下进行循环伏安法、恒流充放电法等电化学测试,结果表明,在原料金属离子(Co²⁺与Zn²⁺)的摩尔比为1∶1时,制备出的材料在恒流充放电测试中电流密度为1 A/g时比电容为1 144.4 F/g,具有较高的比电容以及较好的循环稳定性。
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  车载充电机用铝电解电容器的选用及设计思路

  袁伟刚, 马义勋, 史忠峰

  电源技术. 2021, 45(4): 516-518. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.04.023

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  铝电解电容器的耐压、容量、使用温度和寿命等主要参数影响车载充电机使用效果,从耐压、容量、使用温度和寿命等方面介绍了车载充电机滤波用铝电解电容器的选型原则。针对此类产品的使用环境和性能要求,提出来主要原材料选用方法与提高耐低温和耐振动性能的设计思路,并从裁切、卷绕、含浸、装配和分选等主要工序阐述了生产过程中需要重点管控的工艺点,从而提高产品的稳定性和一致性,更好地满足车载充电机的使用要求。
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  电池储能技术在核电厂的适用性分析

  倪丹, 黄冬艳, 陈冬

  电源技术. 2021, 45(4): 519-520. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.04.024

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  目前,核电厂采用富液式铅酸蓄电池与柴油发电机作为各纵深防御层级的动力源。随着近年来新能源产业的高速发展,各种电池储能技术在成熟性、可靠性、经济性方面都有较大提升。这些具有更高功率密度、更高能量密度的储能技术与核电厂更长时间的电源保障、更多样性的电源配置需求以及紧凑型的发展趋势相匹配。结合核电厂各级动力源的配置需求及应用限制条件,分析了各种电池储能技术的适用性,并给出了应用建议。
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  核电站1E级阀控式蓄电池排气阀老化鉴定研究

  陆佩芳, 陈冬, 倪丹, 刘桃松, 吴贤章

  电源技术. 2021, 45(4): 521-522. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.04.025

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  阀控式蓄电池作为1E级电池是核电厂安全级电源系统发展的必然方向。排气阀作为阀控式蓄电池的一个关键性部件,影响电池运行过程的可靠性。分析了阀控式蓄电池排气阀的老化模式,研究了阀控式蓄电池排气阀的老化鉴定方法,并且验证了排气阀在20年生命周期内的可靠性。
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  基于改进MPC的混合储能系统控制策略

  廖力, 泮冰妮, 吴铁洲, 戢理, 姚博怀

  电源技术. 2021, 45(4): 523-527. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.04.026

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  当直流微电网母线功率发生波动时,混合储能系统能有效维持母线电压的稳定。混合储能系统控制策略通常采用基于PI控制的双闭环控制算法。但由于内环PI调节的滞后性,会出现动态响应速度不佳的问题。提出了一种基于多步预测的模型预测控制(MPC)混合储能系统双闭环优化控制策略,多步预测MPC可降低传统MPC的预测误差,将改进后的MPC作为控制内环来解决传统双闭环控制内环动态响应速度不佳的问题。实验结果表明,与传统MPC作为内环的双闭环相比,优化控制策略减小了系统超调量,与基于PI的传统双闭环控制相比,提高了混合储能系统的动态响应速度,使母线电压突变时电压的恢复时间减少了51%,验证了双闭环优化控制策略的有效性。
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  电动汽车动态无线电能恒功率充电

  欧术培, 张海燕, 路燈杰

  电源技术. 2021, 45(4): 528-531. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.04.027

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  电动汽车充电时,且电池电量低于80%时,为了保证充电效率一般采用恒功率充电。在动态无线电能传输系统中,电动汽车的不断移动会导致发射线圈和接受线圈的互感系数变化,致使电动汽车充电不稳定。为实现恒功率充电,提出了一种基于模型预测控制(MPC)的动态无线电能传输系统(DWPT)恒功率输出的控制方法。通过对系统建立数学模型,对输出功率进行模型预测,建立最小化目标函数来获得期望输出功率所对应的最优占空比,使输出功率恒定。进行了模型预测控制的动态无线电能传输系统Simulink仿真,通过对比不同线圈互感系数下的输出功率,验证了该方法的可行性,并且通过搭建实物测得的数据也证实了该方法的可行性。
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  基于CLLC谐振变换器的三级电源变换器单元设计

  徐海, 张学增, 刘宏勋, 田锐

  电源技术. 2021, 45(4): 532-536. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.04.028

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  三级电源变换器因其具备丰富特性而备受青睐。介绍了一种单相三级电源变换器单元的主要设计过程,包括独立控制的输入整流器、中间隔离CLLC谐振变换器以及输出逆变器三个模块。整流及逆变模块均引入比例谐振控制,采用单极性倍频调制。CLLC谐振变换器高频工作实现了开关管的软开关。在Matlab/Simulink中搭建各个模块并集成为单元,进行了输入和输出电压均为220 VAC,隔离级直流电压500~400 V,传输功率为5 kW的仿真验证,可行性良好。这为后续进行单元级联仿真以满足不同应用场景的需要和用碳化硅器件进行单元样机的研制奠定了基础。
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  一种低输入纹波双开关高增益变换器

  张宇辰, 汤雨, 凌跃胜

  电源技术. 2021, 45(4): 537-539. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.04.029

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  为了实现高效电能变换以并网发电,针对并网发电系统中光伏、燃料电池等清洁能源输出电压低的问题,提出了一种低输入纹波双开关高增益变换器。该变换器在实现电压高增益的同时通过将两个电感器的一侧连接输入端,可以实现输入电流的连续性以及降低电感电流。介绍了该变换器的工作机理以及参数设计方法,对比分析了不同高增益变换器性能。通过Matlab/Simulink对上述理论分析进行了仿真验证。仿真结果表明,该变换器能够实现直流电压的高增益,保证输入电流的连续性,同时减小了电感电流值。
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  基于光伏发电的改进型Z源逆变器

  沈琳钰, 姚晓东, 杨洋

  电源技术. 2021, 45(4): 540-544. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.04.030

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  随着Z源拓扑结构的不断改进,出现了阻抗网络中带有有源开关器件的结构,但其输出电压增益较低且调制范围有限。提出了具有高升压能力的耦合型开关准Z源逆变器,并加入耦合电感来消除输入电流纹波。针对有源开关器件的控制,提出改进型空间矢量脉宽调制(SVPWM)直通调制法,通过调节开关调制数i可以以较小的直通占空比获得更高的输出电压增益。采用Simulink进行仿真实验,结果验证了新型拓扑结构和改进型调制方法的可行性以及电流纹波消除的效果。
综述
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  燃料电池氢气循环系统综述

  董凯瑞, 刘广彬, 高志成

  电源技术. 2021, 45(4): 545-551. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.04.031

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  燃料电池是目前最具潜力的氢能利用方式之一。氢气循环系统主要用于将未反应完全的氢气循环输送至电堆阳极,提高氢气利用率及电堆效率,是燃料电池的核心组成部分。综述了几种燃料电池氢气循环系统方案,分析了不同方案的工作原理,重点介绍了引射器方案以及氢气循环泵方案,对比了不同氢气循环方案的优缺点,指出了未来燃料电池氢气循环系统的研究热点及发展方向。
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  反坦克导弹用热电池研究进展

  谢婷婷, 刘海瑞, 王晓峰, 李科连

  电源技术. 2021, 45(4): 552-554. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.04.032

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  反坦克导弹作为击毁坦克和其他装甲目标的武器装备,在国家安全领域具有重要地位。热电池作为反坦克导弹的能源系统,对导弹功能实现具有重要意义。围绕反坦克导弹用热电池快激活和瞬时高比功率技术,结合热电池电化学材料体系发展历史、现状,探讨了提升快激活能力,提高瞬时比功率输出能力的技术,并对技术发展趋势进行了展望。
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  薄膜正极在热电池中的应用探讨

  吴尘凡, 许明胜, 左周

  电源技术. 2021, 45(4): 555-557. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.04.033

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  随着武器装备的不断发展,对于热电池的设计也提出了新的要求。针对目前研究较多的薄膜正极在热电池中的应用进行探讨。与传统热电池相比,采用薄膜正极的热电池具有较短的激活时间,较强的随形设计能力等优点。研究了薄膜正极对热电池激活时间、随形设计能力和电池容量等方面的影响。