2021年, 第45卷, 第7期　
刊出日期：2021-07-20

  

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研究与设计
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  燃料电池一体式膜电极的制备及其性能研究

  乔睿, 刘磊, 刘旻硕, 邢以晶, 李海滨

  电源技术. 2021, 45(7): 833-836. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.07.001

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  膜电极结构设计对燃料电池性能输出具有重要影响。介绍了一种一体式膜电极的制备工艺,将Nafion^®溶液直接涂布在气体扩散电极上成膜,整个膜电极可看做一体式结构。该制备过程不需要热压或冷压,可有效提高制备效率,降低制备成本。这种新型的一体式膜电极,Nafion^®溶液可渗透到催化层空隙中,优化质子交换膜和催化层之间的界面接触,降低界面电阻,促进水的反向扩散,从而膜电极表现出优异的电池性能(峰值功率密度0.748 W/cm²)。
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  甲苯对PEMFC单电池性能的影响

  王欣欣, 傅杰, 宋微

  电源技术. 2021, 45(7): 837-840. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.07.002

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  环境空气质量对质子交换膜燃料电池(PEMFC)性能影响尤为明显,而挥发性有机物(VOCs)是不可忽视的大气污染物。甲苯是含量较高的VOCs之一(浓度通常为112.5~150.0 μg/m³),通过不同浓度的甲苯对燃料电池性能影响的分析测试,初步分析了电池性能下降是因为甲苯在电池内的吸附导致了电荷传质电阻的增加,为进一步提高燃料电池环境适应性奠定了基础。
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  雾化器结构对超声雾化供给DMFC的性能影响研究

  吴超群, 叶智, 周奇, 黄文健, 曹诗宇

  电源技术. 2021, 45(7): 841-843. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.07.003

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  建立了超声雾化供给DMFC雾化腔结构的几何模型,利用FLUENT软件分析了雾化腔高度、雾化片开孔范围对喷雾运动特性的影响。为了进一步研究喷雾运动特性对电池性能的影响,搭建了电池性能测试平台。仿真结果表明：通过调整雾化腔的高度和雾化片的开孔范围可以控制雾滴供给速率,进而影响燃料在阳极流场的分布。实验结果与仿真结果一致,当甲醇浓度一定时,改变雾化腔高度和雾化片开孔范围可以在一定程度上缓解甲醇渗透,提高电池的性能。
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  基于装配力的燃料电池性能数值解析

  曹爱红, 王来华, 代世勋

  电源技术. 2021, 45(7): 844-847. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.07.004

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  建立三维、稳态、恒温8通道蛇形流道质子交换膜燃料电池(PEMFC)模型,在研究装配力与扩散层(GDL)厚度、GDL孔隙率、GDL变形对流道的侵入量、GDL与双极板(BP)间的接触电阻的前提下,利用CFD软件分析不同装配力下PEMFC的传质、电化学性能。研究结果表明：装配力能够通过影响GDL厚度、GDL孔隙率、侵入量来影响PEMFC的传质性能与电化学性能(浓差极化);通过影响接触电阻来影响PEMFC的电化学性能(欧姆极化);本研究的最佳装配力为1.0 MPa。
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  燃料电池汽车续驶里程测量方法的研究

  郭婷

  电源技术. 2021, 45(7): 848-850. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.07.005

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  开展了燃料电池汽车续驶里程的测试评价方法的研究,测试了电-电混动燃料电池汽车能耗、氢气消耗量,并形成针对不同燃料电池汽车类型的续驶里程评价方法。通过测试与分析结果,提出增加燃料电池汽车续驶里程的建议和参考。
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  富锂正极材料的高价态锰源前驱体制备与表征

  刘鑫, 周飞, 毕亚凡

  电源技术. 2021, 45(7): 851-853. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.07.006

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  利用市售电解二氧化锰经焙烧-歧化处理制备活性二氧化锰,并以处理前后的材料作为高价态锰源前驱体分别制备了富锂正极材料Li_1.2Co_0.26Mn_0.54O₂。探索了不同的焙烧温度对后续歧化所得的锰源前驱体材料结构与性能的影响,采用XRD和FESEM对焙烧前后及歧化后的样品进行表征,对所制备正极材料进行了电化学性能测试与分析。结果表明：随着焙烧温度的提高,所制备前驱体中α-MnO₂晶型含量及电化学活性不断降低;经600 ℃焙烧与歧化后的锰源前驱体中α-MnO₂晶型含量最高,其晶粒呈纳米尺寸的柱状,比表面积最大,制备的正极材料电化学性能也表现最佳。
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  水热煅烧法制备LiV₃O₈最优煅烧条件摸索

  冯莉莉, 张威, 许立男, 王蕊, 陈海云

  电源技术. 2021, 45(7): 854-856. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.07.007

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  使用水热法与煅烧法结合制备了锂离子电池正极材料LiV₃O₈。对该方法制备LiV₃O₈材料的实验条件进行了摸索,主要考察了煅烧温度、煅烧时间、Li和V的物质的量比对所制备的LiV₃O₈晶型和纯度的影响。结果表明水热煅烧结合法制备LiV₃O₈材料最优煅烧条件为400 ℃3 h,最优Li和V的物质的量比为1.2∶3。该材料具有较高的比容量。
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  低成本电池材料Li[Li_1/6Fe_1/6Ni_1/6Mn_1/2]O₂的制备与表征

  王玉慧, 王超会, 岳成娥, 于岩

  电源技术. 2021, 45(7): 857-858. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.07.008

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  Li[Li_1/6Fe_1/6Ni_1/6Mn_1/2]O₂中用地壳储量丰富的Fe元素取代了昂贵及有毒性的Co元素,既避免了使用有毒元素又降低了生产成本,为商业化批量生产提供了新的材料。采用溶胶凝胶法制备了Li[Li_1/6Fe_1/6Ni_1/6Mn_1/2]O₂正极材料。实验结果表明,煅烧11 h制得的Li[Li_1/6Fe_1/6Ni_1/6Mn_1/2]O₂具有最优的综合性能,粒子尺寸在100~300 nm之间,首次放电比容量达235 mAh/g,50次循环后的容量保持率在89.3%。
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  复合导电剂低用量对硅碳材料性能影响

  陈伟, 杨杰, 宋东成, 王华宁, 陈武峰

  电源技术. 2021, 45(7): 859-862. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.07.009

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  通过简单的机械力方法制备了均匀稳定的碳纳米管和石墨烯复合导电浆料,并研究石墨烯类型、两者比例、表面活性剂类型对硅碳材料性能的影响,进而降低其用量。研究结果发现：在0.5%低质量分数添加量下,硅碳材料的首次放电比容量高达706.5 mAh/g,比2%质量分数添加量的SP高出39.8 mAh/g。在3 C倍率下,前者比后者更是高出68.36 mAh/g,同时表现出更好的长期循环性能,其性能显著提升主要是由于复合导电剂与材料间形成更为完善的“点-线-面”导电网络,降低电池的内阻,使得电子和锂离子扩散速度更快,从而使材料性能更为充分的发挥。
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  磷酸铁锂电极的卤水提锂热力学与分离特性

  李文轩, 吴鹏, 周桓

  电源技术. 2021, 45(7): 863-867. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.07.010

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  为进一步了解磷酸铁锂电极吸附提锂的特性和对复杂卤水中离子的分离特性,利用循环伏安法对氯化锂、氯化钠、氯化钾、氯化镁等二元体系和多组分体系扫描的热力学行为进行了研究,包括：离子嵌脱规律、副反应和伴随反应特征、多元体系的离子分离特性以及盐湖卤水恒电势提锂。研究确定了Li⁺、Na⁺、K⁺、Mg²⁺在磷酸铁锂电极的嵌入电势分别为-0.072、-0.294、-0.382、-0.738 V;研究表明在-1.2~1.2 V的循环伏安扫描,有水氧化产氧或水的还原产氢发生;对模拟卤水的CV扫描,出现Li⁺单独嵌入峰和Na⁺、K⁺、Mg²⁺的聚集嵌入峰,峰间波谷明显,具备电化学提锂条件;对一里坪卤水进行恒电势提锂,Mg/Li从原卤的56.84降到脱附溶液的0.19,锂离子嵌入量占阳离子嵌入总量的64%。
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  阳极预锂化锂离子电池老化过程的演变及分析

  韩策, 邱新平, 程小露, 杨凯, 赵丰刚

  电源技术. 2021, 45(7): 868-871. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.07.011

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  石墨/磷酸铁锂电池具有寿命较长、原料来源广、成本较低等优点,是用作储能电池的优秀候选者。然而,由于活性锂消耗造成的不可逆容量损失是制约磷酸铁锂电池使用寿命的关键因素。预锂化技术通过添加一定量的活性锂来补偿锂离子电池使用过程中对可循环活性锂的消耗,使其与正常磷酸铁锂电池相比,在相同循环次数或存储条件下能够获得更高的容量和能量,以达到延长电池使用寿命的目的。以采用阳极预锂化技术的石墨/磷酸铁锂电池为研究对象,研究影响锂补偿电池寿命衰减的关键因子,探究电极结构变化对电池容量衰减的影响。
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  锂离子电池恒流充电的温度及产热特性分析

  李天奇, 李悦, 潘崇超

  电源技术. 2021, 45(7): 872-876. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.07.012

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  基于COMSOL-Multiphisics仿真软件,考虑电池表面辐射换热,建立18650磷酸铁锂电池的准二维电化学-热耦合模型,搭建充电测试平台验证模型准确性,研究不同充电倍率下锂离子电池的温度特性,重点分析不同类型产热占比、不同区域产热占比、正极产热和负极产热情况。结果表明：随着充电倍率的增加,电池表面平均温度显著升高,电池内部温度不均匀性加大。在充电过程中,随着充电倍率的增加,反应热占比减小,极化热和欧姆热占比增加。负极区域产热占主导地位且以反应热为主要来源,正极区域产热则以极化热为主。
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  磷酸铁锂电池循环老化后不同SOC状态热特性研究

  陈欣蕊, 谭立志, 赵彦民, 宁凡雨, 王松蕊

  电源技术. 2021, 45(7): 877-880. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.07.013

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  利用加速量热仪(ARC)对经过1 C充放电循环100次后的18650型磷酸铁锂电池在不同SOC绝热条件的热特性进行研究,并对ARC实验后的电池进行解剖分析。结果表明：磷酸铁锂电池在10%SOC和50%SOC状态下升温至159 ℃泄压阀破裂降温,而后电池不再升温,未发生热失控;在100%SOC状态下159 ℃左右短暂降温,然后继续升温,从174 ℃开始升温速率持续升高,温度达到191 ℃时升温速率为1 ℃/min,在220 ℃时升温速率为2.4 ℃/min(0.04 K/s),随后温度急剧升高,最终发生热失控,最高温度达到340 ℃;随着SOC的增大ARC实验造成的电池质量损失随之增大,隔膜的受损程度也增大,10%SOC闭孔,50%SOC破损,100%SOC熔化。
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  基于复合相变材料的电池包热管理研究

  林裕旺, 王惜慧, 郭剑成, 庞秋杏

  电源技术. 2021, 45(7): 881-884. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.07.014

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  有机类相变材料导热系数普遍低,制约了其在电池热管理中的应用,通过与高导热率的材料复合能有效改善相变材料的导热性能。为明晰复合相变材料的材料属性对电池包温度分布、温升速率、温度一致性等温度特性的影响,建立了单体电池产热模型和相变材料相变模型,并通过理论计算得出复合相变材料的热物性参数。以此为基础模拟电池组在环境温度40 ℃、3 C恒流放电恶劣工况下的散热,分析导热填料种类及其质量分数对冷却效果的影响。结果表明：在相变热管理下,电池组最高温度能维持在50 ℃以内,电池表面最大温差能维持在1 ℃以内。
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  基于风冷散热的锂电池热管理数值模拟研究

  时天禄, 安周建, 刘在伦

  电源技术. 2021, 45(7): 885-889. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.07.015

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  圆柱形锂离子电池布置方式和热物性参数对电池的热特性及安全性具有重要影响。首先建立了18650型LiFePO₄单体电池产热模型以及电池组散热模型,分析了排布方式、电池间距等电池模块几何参数以及径向导热系数等热物性参数对电池模块散热特性的影响。结果表明,电池的间距越大,其平均温度越低,温差越小,散热效果越好;单就冷却效果而言,叉排排布结构最优,综合考虑电池模块的能量密度和冷却效果,六边形排布结构最优;径向导热系数由0.217 4 W/(m·K)增加到1.717 4 W/(m·K)时,电池最高温度由306.15 K降低到302.90 K,减小了3.25 K,电池模块温度分布更加均匀。研究为基于风冷的锂离子电池组热管理系统结构的设计和优化提供了重要参考。
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  退役三元锂电池梯次利用衰减加速评价方法

  董锐锋, 王放放, 胡玉霞, 赵光金

  电源技术. 2021, 45(7): 890-892. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.07.016

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  通过测试分析电池充放电的电压、电流及容量的变化曲线,提出了一种梯次利用三元锂电池储能系统的电池衰减加速评价方法,实现对三元锂电池性能状态的快速无损评价判断,对健康状态给出半定量评价,尤其对三元锂电池的加速衰减现象给出准确判断。具体采用的是一种电压容量变化比的偏差计算方法,当电压容量变化比的偏差连续两次大于1.08时,则判定该三元锂电池进入了容量加速衰减阶段,无法再继续用作梯次利用电池。通过开展具体电池性能实验,验证了该评价方法的可行性。和现有技术相比,该方法具有快速简便、测试参数少、测试设备简单、判断结果精确等优点。
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  基于QGA-QBP的动力电池SOC估计

  戴尉阳, 唐忠, 史晨豪, 李泽霜

  电源技术. 2021, 45(7): 893-896. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.07.017

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  提出了一种基于量子遗传算法改进量子神经网络模型的荷电状态估计方法。考虑电池健康状态指标,分析引入内阻参数对电池估计精度的影响。针对传统神经网络及其改进算法的不同估计缺陷,在其基础上进行量子编码并动态自适应调整量子旋转角,缩短搜索时间的同时提高了收敛精度。最后在MATLAB仿真测试,验证了所提算法相较传统神经网络的收敛性能优势。
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  基于可重构电池的稳压及均衡方法研究

  廖力, 綦艺博, 纪锋

  电源技术. 2021, 45(7): 897-901. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.07.018

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  锂离子电池组在使用串联可重构电池拓扑进行均衡时,输出电压波动较大,而加入DC/DC变换器进行稳压后又会增加能量损耗和控制复杂度。为解决以上问题,提出一种无DC/DC变换器的新型可重构电池拓扑及控制策略。通过对开关的控制,选择电池组中SOC(state of charge)较高且电压满足要求的电池进行放电,并连续替换SOC较低的电池。使用Matlab/Simulink软件进行仿真,结果表明,与带有DC/DC变换器的可重构拓扑相比,此拓扑结构在电池组放电的情况下最大的电压波动为2.03 V,且电池组的SOC差异度从均衡前的0.95%降低到0.58%,验证了该拓扑良好的稳压及均衡性能以及控制方法的有效性。
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  基于GAN-CNN-LSTM的锂电池SOH估计

  张岸, 杨春德

  电源技术. 2021, 45(7): 902-906. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.07.019

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  针对当前数据驱动的方法在估计锂电池的健康状态(SOH)时准确率较低的问题,提出了一种新的锂电池SOH在线估计方法。在对锂电池的SOH进行预测之前,利用生成对抗网络(GAN)对原始的锂电池数据进行数据增强,扩充了训练样本,利用卷积神经网络(CNN)与长短期记忆网络(LSTM)提取了输入数据的特征并对锂电池的SOH进行在线估计。实验结果表明,该方法相比于其他主流的数据驱动的方法,具有更高的估计准确率,在B0005锂电池单体上分别从充放电循环的30%、50%、70%开始估计SOH的均方根误差(root mean square error, RMSE)为0.002 2、0.002 2、0.001 4。
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  基于采样策略实时切换的SRUKF算法的SOC估计

  徐钦赐, 宋年秀, 赵玉兰, 李正辉

  电源技术. 2021, 45(7): 907-910. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.07.020

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  针对混合动力汽车用氢镍电池SOC估算问题,根据氢镍电池的动态特性,建立了带有滞回特性的二阶RC等效电路模型。根据电池的化学反应特性,利用带遗忘因子的递推最小二乘法和最小二乘法进行参数辨识;采用采样策略实时切换的SRUKF算法进行SOC的估算。该方法可以比现阶段采用的SRUKF方法缩短将近一半的采样时间,在保证精度的前提下提高运行速度。通过仿真曲线以及误差曲线对比结果表明,采用采样策略实时切换的SRUKF算法可以快速追踪到SOC参考值,有较高的估算精度,SOC误差曲线显示SOC估算误差小于2%。
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  基于改进麻雀搜索算法的MPPT方法

  赵巧静, 边敦新, 陈羽, 王训栋, 崔帅

  电源技术. 2021, 45(7): 911-914. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.07.021

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  局部阴影情况下,光伏系统的功率-电压(P-V)输出特性曲线呈现多峰值现象,传统的最大功率跟踪算法易陷入局部最优。针对这一现象,提出了一种基于改进麻雀搜索算法的控制方法,应用于最大功率跟踪模块。与传统麻雀搜索算法相比,该算法解决了生产者易陷入局部最优问题、由原来向最佳位置跳跃改成向最佳位置移动,提高了算法的全局搜索能力,能够跳出局部最优解。在MATLAB/Simulink中搭建仿真模型,并与粒子群优化算法和原始麻雀搜索算法进行比较。仿真结果表明,改进麻雀搜索算法在最大功率跟踪系统中具有较高的收敛精度和收敛速度。
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  改进乌鸦算法的光伏阵列MPPT研究

  袁建华, 何宝林, 赵子玮, 李尚, 刘宇

  电源技术. 2021, 45(7): 915-918. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.07.022

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  在局部遮阴或光照不均匀的情况下,光伏阵列的功率-电压(P-U)特性曲线会出现多个极值点。传统智能优化算法普遍存在收敛速度慢、精度低和易陷入局部最优等缺陷。为解决该问题,提出改进乌鸦算法(ICSA)的MPPT控制方法。在种群初始化上,引入基于反向学习的Tent混沌初始化策略,增加种群多样性,帮助跳出局部最优;在算法位置跟踪上,引入异花授粉策略与共享机制相结合更新乌鸦位置,提高算法收敛速度和精度。通过建模仿真,证明了改进乌鸦算法在复杂环境条件下跳出局部最优能力更强、具有更快的追踪速度和更高的精度。
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  基于LabVIEW的光伏微网实验系统设计

  孙广辉, 朱正伟

  电源技术. 2021, 45(7): 919-921. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.07.023

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  依据高校工程教育培养需求,搭建光伏微网实验硬件平台,采用LabVIEW、SQL Server为上位机软件平台,设计一套光伏微网实验系统。通过Modbus TCP通信协议实现硬件平台与LabVIEW上位机通信,使用ActiveX数据对象完成LabVIEW与数据库连接,增加用户权限管理完成不同用户实验设备和数据使用权限。实践证明实验系统为光伏微网研究提供可靠的数据支持,有较大的推广和实用价值,同时很好地满足高校工程教育需求和社会工程人才能力培养。
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  高电位MoO₃/FeS₂复合正极在热电池中的应用研究

  王明灿, 张小洪, 潘志鹏, 赵洪楷, 万伟华

  电源技术. 2021, 45(7): 922-924. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.07.024

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  采用X射线衍射仪(XRD)、电子扫描显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和热重分析仪(TG)对MoO₃和FeS₂性能和形貌进行表征。MoO₃和FeS₂以质量比50∶50混合,得到高电位MoO₃/FeS₂复合正极材料,研究MoO₃/FeS₂复合正极放电性能和空载安全性。研究表明,MoO₃/FeS₂复合正极在100 mA/cm²表现出良好的电化学性能,单体电池电压为2.5 V,有一个120 s的平稳电压平台,电压降至起始电压80%时的时间为200 s,空载放电无热失控现象,空载安全性合格。MoO₃/FeS₂复合正极具有高电位和优异的热稳定性特点,具有良好的应有前景。
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  一次电池快速激活带载应用研究

  王升贵, 袁思鸣, 王海清, 陈迎亮, 高新龙

  电源技术. 2021, 45(7): 925-927. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.07.025

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  铝氧化银电池作为电动力鱼雷首选一次电池,存在初始激活时间长、带载能力弱的缺点。而将导弹、航天广泛运用的热电池用于鱼雷领域,则存在比能量低的不足。两种电池均不能满足多平台发射鱼雷武器对电池快速激活与高能量密度兼顾的需求。将两种电池进行组合应用,可实现空投鱼雷、火箭助飞鱼雷等武器入水初期的快速激活带载,以及攻击阶段的长时稳定运行。从产品系统角度对两种电池的组合应用提出了功率匹配和电路隔离的设计构想,并开展了动力系统验证。结果表明,组合电源技术可有效解决单一电源不能满足初期激活带载快速性、后期大功率带载持续性的问题。
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  基于碟式聚光器的温差发电性能仿真研究

  刘强, 陈燕, 杜谦, 何鑫颖, 窦银科

  电源技术. 2021, 45(7): 928-931. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.07.026

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  半导体温差发电是一种新型的发电方式,可以将温差转换成电能。热端温度及温度分布的均匀性和稳定性,将直接影响温差发电的性能。碟式聚光器可以聚拢分散的光线,形成光学热斑,为半导体温差发电提供稳定热源。使用COMSOL软件,对圆锥形吸热腔体处于不同位置处的聚光比、焦面热通量分布和焦面温度进行仿真,对比确定吸热腔体最佳位置;通过参数化扫描,观测辐射强度I₀对焦平面温度的影响。将温差发电片贴合到吸热腔体表面,冷端假设温度为25 ℃(暂不考虑冷端散热),进行瞬态仿真,分析半导体温差发电片的开路电压和热端温度随时间的变换。
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  增程式电动汽车复合储能系统控制策略研究

  赵令聪, 孙宾宾, 张铁柱, 赵玉祥

  电源技术. 2021, 45(7): 932-935. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.07.027

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  在分析增程式电动汽车电源特性的基础上,设计了由动力电池和超级电容组成的复合储能系统。以平衡峰值功率和高频暂态功率为目标,设计了基于模糊控制的可自适应调节小波分解层数的自适应小波变换控制策略,将需求功率分解为高频暂态信号和低频信号,分别分配给超级电容与动力电池。与基于规则的逻辑门限控制策略进行比较分析,结果表明：自适应小波变换控制策略能够有效降低峰值电流对动力电池的冲击,抑制电压波动,提高电能质量;将超级电容SOC控制在理想值0.7附近,充分发挥其“削峰填谷”的作用。
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  基于改进VSG技术双向充电桩控制策略研究

  邱存勇, 宋佳, 宋海亮, 刘太豪

  电源技术. 2021, 45(7): 936-940. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.07.028

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  随着能源的日益紧缺,新能源汽车的应用越来越广泛。电动汽车的充放电接口实现了能量的双向流动,传统变换器由于缺少惯性与阻尼,大规模电动汽车的使用必将给电力系统带来一定的冲击,若不加以控制,必将影响到用户的用电质量。提出一种基于V2G模式的智能充放电技术,将虚拟同步机技术应用于电动汽车的充放电控制上,通过模拟同步电机的惯性与阻尼特性,缓解了充放电时功率的波动,同时加入模型预测控制提高系统动态性能。通过MATLAB/Simulink搭建的电动汽车充放电系统,实验结果验证了该方法有效地提高了系统充放电效率。
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  一种谐振倍压电路型串联超级电容电压均衡器

  杨晓光, 刘介桃, 齐亚康, 陈玫琪

  电源技术. 2021, 45(7): 941-944. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.07.029

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  提出了一种新型谐振倍压电路型电压均衡器,较之传统主动型均衡器具有可控开关少,控制简单的优点。该均衡器中的所有MOSFET和二极管都能实现软开关,并且在开环配置的情况下能够控制均衡电流的大小。对电压均衡器的工作模式及其稳态特性进行了详细分析,建立了数学模型,给出了电路主要参数的设计方法;制作了电压均衡器样机,对10个串联超级电容进行了均衡实验。实验结果验证了分析的正确性与电压均衡器的均衡效果。
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  空间飞行器在轨自主能源管理系统设计

  张翔, 杨友超, 赵岩, 蔡斐华, 姜爽

  电源技术. 2021, 45(7): 945-948. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.07.030

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  针对长期在轨飞行器能源系统自主管理的现实需求,开展现状分析和知识获取研究,提出了器上自主管理的实现流程。从能源高效利用管理、能量平衡管理、故障隔离与重构管理三个关键环节,简要介绍了功能的设计方案、实现情况,验证系统状态监测和故障时重构的能力,满足长时间自主安全运行需要,为后续空间运输和深空探测领域的工程实现和应用提供有益参考。
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  基于无桥Boost PFC的软开关电路设计

  马建成, 张庆贺, 李萍, 彭爱武

  电源技术. 2021, 45(7): 949-952. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.07.031

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  功率因数校正(power factor correction,PFC)技术可以有效提高电网功率因数并减少电网谐波污染。相对于常规Boost PFC电路来说,无桥Boost PFC电路在每一个开关周期内同时导通的功率器件少,电路的导通损耗低,能明显地提高电能的转换效率,但是当电路的开关频率提高时,电路的开关损耗也会大大增加,所以有必要在无桥Boost PFC电路中引入软开关技术。设计了一种采用平均电流控制的最小电压应力无源无损无桥Boost PFC软开关电路,并通过Saber软件进行了仿真验证,证明了设计的无桥Boost PFC软开关电路与平均电流PFC控制方法的有效性。
综述
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  软包锂离子电池用超薄钢塑膜研究进展分析

  沈均平, 高贤, 凌磊, 原鲜霞, 秦汉彬

  电源技术. 2021, 45(7): 953-955. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.07.032

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  高耐穿刺性、高机械强度、轻薄等一直是软包锂离子电池包装膜的发展趋势。相对于传统铝塑膜中的铝箔,不锈钢箔拥有很高的机械强度以及硬度,所以利用超薄不锈钢箔(厚度≤20 μm)制备钢塑膜会是今后锂离子电池包装材料的研究热点。从超薄钢塑膜的生产工艺、存在问题以及后续改进措施三个方面介绍超薄钢塑膜。
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  变电站磷酸铁锂电池的消防安全技术研究进展

  李昌豪, 汪书苹, 金翼, 张佳庆, 黎可

  电源技术. 2021, 45(7): 956-959. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.07.033

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  磷酸铁锂电池具有循环寿命长、倍率性能优异、温度特性良好、绿色环保等优势,有望取代铅酸电池成为变电站直流系统的主流选择。但是,磷酸铁锂电池仍难以实现本质安全,在滥用条件下可能发生热失控并引起燃烧、爆炸等火灾事故,不利于变电站的可靠运行。对磷酸铁锂电池的燃烧机理、热失控的诱因和消除策略、安全预警和消防灭火的研究进展进行了综述,为解决磷酸铁锂电池在变电站应用场景下的安全问题提供借鉴和参考。
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  基于MoO_x选择性接触的SHJ太阳电池研究进展

  陈云, 蔡厚道

  电源技术. 2021, 45(7): 960-963. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.07.034

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  非化学计量比氧化钼即MoO_x是一种n型半导体材料,能够取代硅异质结太阳电池中的p型非晶硅,输运n型晶体硅中的光生空穴。基于MoO_x空穴选择性接触的硅异质结太阳电池已经取得了高达23.5%的效率,并且有望降低生产成本。总结了基于MoO_x空穴选择性接触的硅异质结太阳电池的研究进展,综述了电池的空穴输运机制,为优化光伏器件性能和设计新型太阳电池提供一定借鉴作用。