2022年, 第46卷, 第10期　
刊出日期：2022-10-20

  

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综述
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  高镍低钴正极材料的研究进展

  吉长印, 吕菲, 徐宁, 吴孟涛

  电源技术. 2022, 46(10): 1077-1080. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2022.10.001

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  高镍正极材料以其高容量,环境友好等优异的综合性能,受到了广泛关注。高镍正极材料在通过提高镍含量来提高能量密度的同时,通常会伴随着钴含量的降低。钴元素对材料的结构稳定性有重要影响,钴含量的降低,材料的本征特点和反应机理都会发生明显的改变,所以其制备工艺,掺杂、包覆配方以及结构设计等方面都应进行相应的调整。对高镍材料降钴研究工作进行了总结和展望。
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  水系钠离子电池正极材料及电解液研究进展

  鲁明峻, 吕奕菊, 李伟, 刘峥

  电源技术. 2022, 46(10): 1081-1087. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2022.10.002

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  水系钠离子电池是一种成本低、安全性高和环境友好的新一代电化学储能装置。但其较窄的电化学稳定窗口(<1.5 V)和较低的能量密度限制了其发展。因此，水系电池的研究重点应致力于拓宽水溶液电解质的稳定窗口，并寻找出更高容量的新型电极材料。综述了近年来国内外水系钠离子电极材料如聚阴离子化合物、过渡金属氧化物和普鲁士蓝类似物的研究进展，也对水系钠离子电池用电解液的研究工作做了总结，讨论了水系钠离子电池未来挑战和发展前景。
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  SOFC镍基阳极材料抗积碳研究进展

  杨霞, 王燕超, 刘书贤, 刘智恩

  电源技术. 2022, 46(10): 1088-1092. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2022.10.003

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  传统固体氧化物燃料电池(SOFC)通常使用镍基陶瓷作为阳极材料,当含碳气体作燃料时,镍基阳极易发生积碳而影响电池的反应活性和运行稳定性。简述了镍基阳极材料的结构和积碳形成机理,从提高抗积碳性能和电化学性能出发,分析电池反应工艺条件和阳极材料的优化方向,特别介绍在碳氢化合物和CO/H₂混合燃料中影响积碳生成的重要因素和抑制积碳的主要措施。
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  石墨负极修饰改善锂离子电池长贮存性能

  郑海山, 杨忠, 苏晓倩

  电源技术. 2022, 46(10): 1093-1095. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2022.10.004

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  锂离子电池具有较高能量密度和功率密度,已在军事装备中得到应用。如何实现锂离子电池长贮存寿命成为这类电池应用时关注的焦点。石墨是锂离子电池负极材料,在很大程度上影响着高荷电状态下锂离子电池的贮存寿命,对石墨负极进行改性则能延长锂离子电池贮存寿命。探讨了石墨负极对于长贮存寿命影响方式及原因,总结了石墨负极改性处理相关技术方法。
研究与设计：化学电源
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  Si@TiO₂复合材料的制备与性能研究

  郑炳河, 李新喜, 张国庆

  电源技术. 2022, 46(10): 1096-1099. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2022.10.005

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  结合并改进典型的Stöber法,利用聚合物蚀刻硅氧化合物材料的内部并加入钛源制备前驱体,采用低温熔盐法还原得到球形Si@TiO₂复合材料,借用X射线光电子能谱分析(XPS)、X射线衍射分析(XRD)和扫描电子显微镜分析(SEM)等手段对材料的组成、结构、形貌进行表征。结果表明,TiO₂可以均匀分布在硅颗粒的外表面,与硅颗粒形成核壳结构。TiO₂在外层起到了保护及缓冲层的作用,能有效的隔绝电解液与硅材料的直接接触,降低电池内部热量的产生,显著改善硅材料的热稳定性,同时,TiO₂与硅材料的结合有助于提高复合材料的电导率,这二者的协同效应可提升电池循环稳定性。在0.1 A/g电流密度下,Si@TiO₂复合材料的首次放电比容量为2 910.8 mAh/g 。在0.5 A/g电流条件下循环300次,其放电比容量为1 058.4 mAh/g;且在3 A/g大电流条件下循环500次,仍具有894.6 mAh/g 的可逆比容量。这表明TiO₂的包覆对提高硅负极的电化学性能的作用是非常明显的。
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  FeCO₃/rGO复合材料的合成及其储钠性能

  潘启亮, 赵建国, 姚利花, 李宁, 蒋尚

  电源技术. 2022, 46(10): 1100-1104. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2022.10.006

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  以硫酸亚铁、尿素为原料,利用水热合成法制备了FeCO₃,通过添加氧化石墨烯制备了FeCO₃/石墨烯复合材料,对两种材料的结构和电化学性能进行了分析。结果表明,通过石墨烯的添加,FeCO₃的颗粒直径有所减小,并在石墨烯表面呈现均匀分散。FeCO₃和FeCO₃/石墨烯复合材料的初次放电容量分别为623.7和570.3 mAh/g,均高于FeCO₃的理论比容量。在电流密度为50 mA/g下循环100次后,FeCO₃和FeCO₃/rGO复合材料的放电比容量分别为155.3和197.8 mAh/g。此外,在电荷转移和Na⁺的扩散方面,FeCO₃/rGO复合材料也表现出优异的性能。这说明石墨烯典型的褶皱结构和优异的性能在充放电过程中,对FeCO₃的膨胀起到了包覆和缓冲作用,减少了不可逆容量损失,并显著提高了电极导电性。
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  YF₃掺杂对LiNi_0.88Co_0.10Al_0.02O₂单晶正极材料电性能的影响

  裴东, 周双双, 李文升, 许国峰

  电源技术. 2022, 46(10): 1105-1107. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2022.10.007

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  采用固相烧结方法制备出YF₃掺杂的LiNi_0.88Co_0.10Al_0.02O₂高镍单晶三元材料,研究了Y、F阴阳离子共掺杂不同掺杂量对单晶形貌及电性能的影响。结果表明：掺杂YF₃后显著提升了材料的比容量、倍率性能及循环性能。与未掺杂的样品相比,YF₃掺杂量为0.5%时,材料电性能最佳,首次放电比容量由未掺杂样品的192 mAh/g提升至198.99 mAh/g,3 C/0.2 C容量保持率由79.29%提升至90.97%,循环50圈后材料的容量保持率由92.88%提升至98.4%。
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  双层ePTFE增强复合质子交换膜的结构及性能研究

  刘旻硕, 刘芳, 张雅琳, 李海滨

  电源技术. 2022, 46(10): 1108-1111. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2022.10.008

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  质子交换膜是质子交换膜燃料电池的核心材料。基于全氟磺酸离子交联聚合物(PFSA),采用膨体聚四氟乙烯(ePTFE)多孔膜,制备出双层ePTFE增强型复合质子交换膜。与采用传统的单层ePTFE(ePTFE厚度为20 μm)增强的复合膜相比,双层ePTFE增强膜(每层ePTFE厚度为10 μm)因其更小的ePTFE单层厚度而更容易被PFSA渗透和填充。研究显示,与单层ePTFE增强膜相比,双层ePTFE增强膜具有更高的质子电导率、拉伸强度以及更低的溶胀率。燃料电池性能方面,双层ePTFE增强膜的峰值功率密度(477 mW/cm²)高于单层ePTFE增强膜(335 mW/cm²)。为了评估所研制双层ePTFE增强膜的应用价值,本研究将其各项物性参数与商业化增强膜(GORE)进行了对比。
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  三维多孔炭制备及在电容器中应用

  王九洲, 孟晓, 张洋, 张彬

  电源技术. 2022, 46(10): 1112-1116. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2022.10.009

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  以磺化沥青为前驱体,聚二烯丙基二甲基氯化铵（PDDA）为软模板剂,经KOH活化后制备出具有大-中-微孔相结合的三维层次孔多孔炭材料,其比表面积可达2 796 m²/g,中孔比表面积占比60%,孔体积达到1.78 cm³/g。将其应用到双电层电容器（EDLCs）,在有机电解液体系中0.05 A/g的电流密度下比电容可达167 F/g,10 A/g时电容保持率达到84%;在离子液体电解液中0.05 A/g的电流密度下比电容可达174 F/g,10 A/g时电容保持率为78%。在10 000次循环测试后,在有机系和离子液体电解液中的电容保持率分别可达94%和82%。
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  锂氟化碳电池空间环境适应性研究

  米娟, 谢欣, 乔学荣, 王九洲, 邢鑫磊

  电源技术. 2022, 46(10): 1117-1120. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2022.10.010

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  为研究锂氟化碳电池在火星探测应用中的环境适应性,设计并实施了辐照实验、空间环境力学实验、火星表面极低温度贮存实验等多种空间环境适应性评价实验。结果表明,锂氟化碳电池经受20 k rad(Si)剂量的辐照后,容量损失<1.5%,电池组经受30 g加速度、1 800 g冲击力学后结构完整、无明显形变,过程中电池电压无跳变,电池经受极低温度再恢复常温后仍具备正常放电能力,容量损失为2.99%。
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  不同操作工况对PEMFC性能影响研究

  雷彻, 安周建, 刘在伦, 张彬

  电源技术. 2022, 46(10): 1121-1126. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2022.10.011

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  从燃料电池化学反应本质出发,建立一维两相的热-电化学模型,探究不同操作工况对电池性能影响。结果表明：工作温度升高导致离子电导率增大,降低欧姆损失,从而使得最大电流密度(MCD)和最大功率密度(MPD)增大;气体湿度增加使得MCD和MPD变化幅度出现先增加后减小的趋势,因此电池在运行时气体不需要完全加湿;MCD和MPD随气体工作压力增大而呈增加趋势,但受电池材料制约不能无限增加气体工作压力。
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  基于相变和液冷耦合的锂电池散热特性研究

  袁松, 汪怡平, 苏楚奇, 陶琦

  电源技术. 2022, 46(10): 1127-1131. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2022.10.012

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  建立18650锂离子电池电化学热耦合模型,并通过实验进行验证。建立相变材料-液冷微管道耦合散热模型,模拟分析不同管道数和管道布置形式对电池组散热性能的影响。结果表明,当冷却液总流量为6×10^-6 kg/s时,采取六管道的形式能将电池组的最高温度和温差控制在40.6和4.3 ℃,具有较好的温控效果;将液冷管布置在相变材料箱体两侧,同时每侧的液冷管进出口交叉布置,可将电池组的最高温度和温差控制在39.6和1.7 ℃,能满足电池组最佳工作温度范围25~40 ℃和最大温差5 ℃的温控要求。
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  不同荷电状态下锂电池的热失控实验研究

  潘公宇, 薛磊

  电源技术. 2022, 46(10): 1132-1135. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2022.10.013

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  为揭示荷电状态对锂离子电池热失控及热传递过程的影响,自主搭建整包仿实况实验平台,分别对荷电状态SOC为95%、50%和20%的方形锂电池进行加热触发热失控实验。实验结果表明,当SOC为95%、50%时,加热到一定程度后触发了热失控,SOC为20%状态下不触发热失控;不同SOC状态下,最贴近热失控目标的电池,获取到的热量最高,升温最快,但不会被触发热失控;另外,目标电池热失控触发后,热量在电池包内由触发位置先进行横向传递,再进行纵向传递。
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  磷酸铁锂软包电池模组碰撞挤压安全性实验

  鲁恒飞, 朱世淋, 田晓薇, 何帆

  电源技术. 2022, 46(10): 1136-1138. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2022.10.014

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  采用一款磷酸铁锂软包电池模组,参照国标和某汽车集团电池模组挤压测试要求,对电池模组X、Y、Z方向进行挤压实验。第一次正向(Y向)挤压实验,电池模组前端板挤压失效。通过有限元仿真优化和加强模组端板结构,第二次模组Y向挤压实验通过。分析第一次和第二次Y向挤压实验数据,发现电池模组存在一定的安全边界。按照轻量化设计要求,对加厚的前端板又进行部分结构优化,进行第三次Y向挤压实验,也顺利通过。
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  液面下负极汇流排腐蚀开裂原因及机理分析

  单颖会, 吴涛, 陈默, 林双

  电源技术. 2022, 46(10): 1139-1141. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2022.10.015

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  利用XRD技术、SEM电镜技术和EDS能谱技术,研究了腐蚀产物,发现腐蚀产物主要为PbO和PbSO₄;对腐蚀行为进行了机理分析,存在两种吸氧腐蚀行为和应力腐蚀开裂;对电池结构进行了研究,发现汇流排和极柱底部熔合不良是导致腐蚀开裂的主要原因;将烧焊工艺和铸焊工艺蓄电池汇流排结构进行了对比和分析,铸焊工艺能够解决汇流排和极柱之间产生缝隙的问题。
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  基于损失递推计算的电池组老化轨迹模型研究

  李欣, 杨冬梅, 栗欢欢, 裴磊

  电源技术. 2022, 46(10): 1142-1146. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2022.10.016

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  准确的电池储能系统老化轨迹预测对于系统的可靠运行与优化管理至关重要。为此,提出了基于活性锂损失递推计算的电池组老化轨迹预测模型。在电池单体方面,在经典等效电路模型的基础上,通过对各模型参数与容量损失量之间的机理关系的表征,结合电池活性锂损失递推计算方法,将经典模型的适用范围扩展至电池全生命周期。在所建单体模型基础上,进一步结合蒙特卡罗方法表征电池组内的不一致参数,建立起电池组的整体老化轨迹模型。最后,通过电池组在不同使用条件及不同成组结构下的老化实验,验证了新模型对电池老化轨迹预测的准确性。
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  GEO锂离子蓄电池组在轨性能评估

  刘鹏, 章玄, 侯睿, 盛北飞, 贺奉平

  电源技术. 2022, 46(10): 1147-1150. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2022.10.017

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  卫星电源系统已广泛采用锂离子蓄电池作为储能装置。介绍了锂离子蓄电池组的工作原理,重点分析了锂离子蓄电池组的压差变化、自放电和日历衰降等在轨运行数据,结果表明锂离子蓄电池组性能良好,没有旁路保护动作,工作正常。
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  基于UKF-AUKF锂电池在线参数辨识和SOC联合估计

  卢云帆, 邢丽坤, 张梦龙, 郭敏

  电源技术. 2022, 46(10): 1151-1155. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2022.10.018

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  锂电池荷电状态(SOC)的精确估计是电动汽车安全行驶的保障。为了降低实际复杂工况下电池模型不契合实际电池参数时变特性造成的误差,采用无迹卡尔曼滤波算法(UKF)对电池模型进行在线参数辨识,再联合自适应无迹卡尔曼滤波算法(AUKF)估计锂电池SOC,将时变参数反馈到SOC估计的模型中,提高SOC估计精度和对各工况适应性,UDDS工况下通过与离线扩展卡尔曼滤波算法(EKF)、在线双扩展卡尔曼滤波算法(DEKF)进行比较分析,实验结果验证了UKF-AUKF的精确性和鲁棒性。
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  简化分数阶AEPF的锂电池SOC估计算法

  张宵洋, 陈康义, 吴新波

  电源技术. 2022, 46(10): 1156-1160. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2022.10.019

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  电池极化效应、随机干扰以及电池在整个寿命周期内高度非线性和动态特性,给电池荷电状态(SOC)在线精确估计带来了许多挑战。等效模型的精确表达与估计算法的优化设计是提高SOC估计精度的两大重要技术路线。对此,提出了基于分数阶模型自适应扩展卡尔曼粒子滤波(FOAEPF)的SOC估计方法。对分数阶模型(FOM)的二项式系数的求和项进行了适当的截断,从而得到了能够有效降低计算量的简化分数阶模型。然后运用AEPF算法估计电池的SOC。自适应扩展卡尔曼滤波被用作粒子滤波算法的建议分布函数,不但解决了粒子滤波算法的粒子退化问题,而且能够充分结合两类算法的优势实现二次滤波。多组实验的测试结果表明所提出的方法在削减计算负担的基础上,能够进一步提高电池SOC估计精度与鲁棒性。
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  基于NARXNN变工况下锂离子电池SOC间接估计

  徐鹏, 王潺, 万世斌, 但远宏

  电源技术. 2022, 46(10): 1161-1166. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2022.10.020

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  探讨了基于外部输入循环神经网络(NARX)在变工况下间接估计锂离子电池荷电状态的方法。先搭建电池等效电路模型,设计NARX神经网络随电池状态切换准确预测极化电压响应的训练工况,然后设计两种不同输入类型NARX神经网络,在DST和UN/ECE (Elementary Urban Cycle)两种测试工况下,进行了极化电压和SOC估计,并将估计数据与前馈神经网络直接估计数据进行比较。数据表明NARX神经网络在变工况下间接估计电池SOC有较高精度。
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  SOC累积误差测量不确定度模型建立及分析

  林甲深

  电源技术. 2022, 46(10): 1167-1171. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2022.10.021

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  GB/T 38661-2020《电动汽车用电池管理系统技术条件》是我国电动车管理系统的推荐性标准,其中SOC累积误差是考核电池管理系统性能的重要指标,测量步骤复杂,具有多重循环嵌套。针对SOC累积误差测量方法展开研究,明确测量不确定度来源,将复杂的SOC累积误差模型分解为电池系统可用容量模型和累积循环充放电容量模型,并结合使用的测试仪器,最终给出了动力电池SOC累积误差测量结果的不确定度评定方法（GUM法）,并通过MCM法验证,最后提出减小SOC累积误差测量不确定度的有效方法。
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  锂离子电池贮存特性研究

  刘芬, 李琴, 陈泽琦, 周福辉

  电源技术. 2022, 46(10): 1172-1174. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2022.10.022

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  考察不同开路电压的锂离子电池在65 ℃高温条件贮存不同周期后的性能变化情况。结果表明,充电至截止电压4.0 V组电池65 ℃贮存64 d后,性能稳定,常温容量保持率达88.37%。据此推算锂电池常温开路贮存,平均年自放电率1.43%。
研究与设计：物理电源
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  反式锡基钙钛矿太阳电池性能分析与探讨

  饶俊慧, 甘永进, 覃斌毅, 蒋曲博

  电源技术. 2022, 46(10): 1175-1178. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2022.10.023

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  基于SCAPS-1D,以CH₃NH₃SnI₃为吸收层,以PCBM和NiO分别为电子传输层和空穴传输层构建反式无铅钙钛矿太阳电池并进行仿真。仿真结果表明,随着金属背电极功函数逐渐增大,电子传输受到阻碍,电池性能下降;增加界面缺陷态密度,使得复合中心和陷阱增多,导致开路电压减小而影响器件性能。NiO和CH₃NH₃SnI₃间的界面缺陷对电池性能影响更为明显;工作温度升高,电池性能不断下降,因此应尽量避免电池工作温度过高;ITO功函数越大,电池内部传输势垒越小,促进空穴运输,使得界面复合减弱,电池输出较佳性能。
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  基于Python的多结电池仿真及其应用

  郭宏亮, 薛超, 孙强, 刘如彬

  电源技术. 2022, 46(10): 1179-1183. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2022.10.024

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  Python作为目前应用广泛且快速发展的编程语言,已经被运用于科学研究的多个方面。随着III-V多结太阳电池结构日趋复杂,人们对电池模型的多元性和复杂度提出了更高的要求。基于Python语言编写太阳电池仿真计算程序,计算晶格失配多结电池理想状态以及非理想状态下的光电转换效率,开展两端/四端III-V/Si电池发光耦合作用分析以及减反射膜电池一体化设计。针对每种计算,首先通过理论分析确定仿真边界条件,然后利用仿真程序进行计算分析,最后对计算结果进行讨论。
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  基于交流阻抗图谱法的晶硅太阳电池性能研究

  刘立勇, 韩宏伟

  电源技术. 2022, 46(10): 1184-1187. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2022.10.025

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  晶体硅太阳电池技术成熟且转换效率高,在市场中占据主导地位。通过建立其阻抗模型,可以分析电池的工艺和材料缺陷问题,有助于找到进一步优化电池结构和提高电池性能的方法。从实验和理论模拟两个方面研究了晶体硅太阳电池的阻抗特性,设计实验测试了不同太阳电池的交流阻抗谱,建立相应的数学模型对太阳电池的阻抗谱数据进行定量分析,通过交流阻抗获得晶体硅太阳电池的内部特性,可用于不同类型晶体硅电池的性能差异分析和工艺改进。
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  双面光伏反射聚光发电装置的研究

  袁全红

  电源技术. 2022, 46(10): 1188-1191. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2022.10.026

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  在分析了平面镜反射聚光对双面光伏发电组件性能影响的基础上,依据反射光线强度随平面镜安装高度h的变化规律,设计了双平面镜聚光发电装置。该装置可以同时实现对太阳方位角和高度角的实时跟踪。根据太阳电池四参数模型和发电装置设计参数,建立了太阳电池发电的Simulink仿真模型。仿真计算表明,双面镜反射后背面发电系数是正面的1.26倍,当背面发电面积为正面的80%以上时,可实现组件发电量倍增。实验测量值与仿真结果基本吻合。
研究与设计：系统技术
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  高分一号卫星电源分系统设计与在轨应用

  赵海峰, 徐伟, 王志飞, 解晓莉, 陈杏娜

  电源技术. 2022, 46(10): 1192-1194. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2022.10.027

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  高分一号卫星是我国第一颗应用大容量锂离子蓄电池组作为储能电源的长寿命低轨卫星,在电源分系统研制过程中,解决了锂离子电池循环寿命、安全性、充放电控制和均衡管理等关键技术。高分一号卫星电源分系统的成功研制,首次实现了大容量锂离子蓄电池组在长寿命低轨卫星的应用,为后续工程提供了技术储备和数据积累,推动锂离子蓄电池组在我国空间电源领域的广泛应用。
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  箱式储能系统及电热性能

  罗军, 田刚领, 赵佩宏, 陈晨

  电源技术. 2022, 46(10): 1195-1198. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2022.10.028

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  开展了500 kWh集装箱式锂电池储能系统集成设计及研制。研究了储能系统静态下电池单体、电池模块、电池簇的电压和内阻一致性,以及储能系统额定功率充放电过程中电压、电流和温度特性。静态下储能系统单体电压极差8 mV,电池模块电压极差93 mV,内阻极差0.41 mΩ,电池簇电压极差150 mV,内阻极差17.63 mΩ;充放电过程中储能系统簇间电流极差6.8 A,电压极差3.0 V,电池最大温升15.0 ℃,最大温差5.0 ℃。研究结果可以为大容量集装箱式锂电池储能系统电池组性能评价提供参考。
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  电池组两级环状均衡拓扑及控制策略设计

  李秉宇, 杜旭浩, 王磊

  电源技术. 2022, 46(10): 1199-1203. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2022.10.029

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  变电站备用直流电源中铅酸蓄电池组的一致性,直接影响备用电源的应急供电能力。为提高电池组的一致性,对传统Buck-Boost均衡电路进行改进,设计了组内/组间的两级均衡拓扑,并在组内增加了链接首尾的能量传输路径;以SOC为均衡变量,基于模糊控制策略设计了动态调节占空比和SOC阈值的均衡控制策略。仿真结果表明,两级Buck-Boost拓扑和动态调节占空比/SOC阈值的控制策略均能显著改善静置、充电及放电过程的均衡效果,二者并用时均衡速度和SOC稳态一致性均显著提高。
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  可用于故障电池切除的电池组均衡电路

  赫英歧, 蔡长兴, 邵南淞

  电源技术. 2022, 46(10): 1204-1207. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2022.10.030

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  针对电池组不一致性可能威胁储能系统安全运行问题,用电压差异度来表征电池组中单体电压一致性,设计可在线实现故障电池切除与电池均衡的拓扑结构电路。该电路结构简单,控制容易,可有效提升电池组内单体电池性能的一致性,经验证,该电路结构可实现在线切除故障电池和电池间均衡。
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  基于模糊算法的锂离子电池组主动均衡方法

  吴铁洲, 李梓豪

  电源技术. 2022, 46(10): 1208-1212. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2022.10.031

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  为了缩短锂离子电池组均衡所需的时间,提高均衡效率,提出了一种基于模糊算法的锂离子电池组主动均衡方法。首先,设计一种双层选择开关的新型均衡拓扑,该拓扑结构可以实现不同单体电池之间高效的能量传递。其次,根据电池开路电压(OCV)和荷电状态(SOC)的特性,将均衡过程分为两部分,分别以电压和SOC作为均衡变量,并设计模糊控制器和模糊控制规则,以缩短均衡时间和能量损耗。最后,使用Simulink进行仿真实验,与均值差分算法相比,所需时间减少了30%以上,能量消耗也有所减少,验证了该均衡方案的优点。
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  基于LM5034有源钳位正激变换器设计

  苏通, 马文超

  电源技术. 2022, 46(10): 1213-1216. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2022.10.032

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  有源钳位正激变换器能够实现变压器的磁复位和原边功率管的软开关,具有较高的变换效率等优点而被广泛应用于中小功率隔离变换器中。介绍了有源钳位正激变换器的工作原理和LM5034控制芯片的功能,以一台100 W原理样机为设计实例,给出了主电路参数详细设计方法,以此为依据研制了原理样机,验证了理论分析的正确性和参数设计方法的可行性。