2023年, 第47卷, 第5期　
刊出日期：2023-05-20

  

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本刊特约
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  氢燃料电池电堆寿命影响因素及机理分析

  王家军, 耿江涛, 邵志刚, 杨文斌

  电源技术. 2023, 47(5): 551-557. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2023.05.001

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  氢燃料电池是一种电化学转化装置,与传统内燃机相比,具有启动速度快、工作效率高、环境友好、噪音小、特征信号低等优点,非常适合在城市交通、太空、水下等环境中使用。然而,受耐久性及成本限制,目前氢燃料电池仍无法达到大规模商用的水平。氢燃料电池耐久性提升成为其未来应用亟待解决的难题,要攻克这一难题,必须深入了解影响电堆衰减的因素及衰减机理。从操作工况和操作条件两个方面综述了氢燃料电池电堆衰减机理及研究进展,重点对膜电极中关键材料(包括催化层、气体扩散层、质子交换膜)在启停工况、动态工况、怠速工况、水管理、热管理、冷启动、气体毒化以及电堆组装条件下电堆的衰减机理等进行了总结。
行业评论
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  收益和成本双向利好 国内工商业储能2023年蓄势待发

  朱小勇

  电源技术. 2023, 47(5): 558-561.

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综述
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  锂离子电池储能热管理技术应用现状分析

  石博文, 李明哲, 叶季蕾

  电源技术. 2023, 47(5): 562-569. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2023.05.002

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  我国电化学储能产业发展迅速,锂离子电池储能应用安全性仍然面临巨大挑战。其中,温度是影响锂离子电池安全运行的重要因素,合理的温度范围和温度分布一致性是确保大规模电池储能系统安全性和长寿命的关键参数。总结了温度对锂离子电池充放电效率、循环寿命和安全性的影响规律;归纳了风冷、液冷、相变及热管四类主流电池热管理系统(BTMS)应用中的关键影响参数及发展现状,分析了不同热管理(BTM)关键技术发展方向;从散热效率、散热速度、成本等角度对比分析了不同热管理技术的优缺点,并对未来热管理技术应用趋势进行了探讨。
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  锂离子电池粘结剂研究进展

  付甜甜, 陶福兴, 李超伟, 张洋, 王九洲

  电源技术. 2023, 47(5): 570-574. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2023.05.003

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  锂离子电池(LIBs)已经成为便携式电子产品和电动汽车最常用的储能设备,具有能量密度高、循环稳定性好、可快速充放电等优势。随着技术的发展,对LIBs提出了更高能量密度的要求,除了继续开发高能量密度的新材料以外,对现有材料的高性能设计也是行之有效的办法。粘结剂能够与导电碳纳米颗粒形成碳-粘结剂域(carbon-binder domain,CBD),直接影响电极中离子和电子的传输效率,以及与电解质接触的活性物质表面形成的钝化层(如SEI、CEI膜)的质量,所以粘结剂的选择和优化对LIBs的发展具有重要的研究价值。重点介绍了粘结剂在电极中的黏附机理,对目前LIBs电极中常用的油系和水系粘结剂进行了介绍,并对LIBs电极粘结剂的发展进行了总结与展望。
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  有机羰基钠离子电池材料研究进展

  刘洋, 王晓丹

  电源技术. 2023, 47(5): 575-582. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2023.05.004

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  可充电钠离子电池因其丰富的钠资源以及可与锂离子电池媲美的性能,在大规模电能存储和智能电网领域受到广泛关注。有机羰基电极材料具有比容量高、可设计、环境友好等优点,成为钠离子电池电极材料最有潜力的候选者。然而,有机羰基电极材料存在易溶于电解液、导电性差、中间过程导致副反应等问题,导致其电化学性能仍然不理想。系统总结了近年来羰基电极材料在钠离子电池方面取得的进展,并对羰基电极材料在钠离子电池领域的发展提出了展望。
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  Sn基合金作为钠离子电池负极材料的研究进展

  黄钊文, 李友朋, 刘竞博, 黄楚婷, 张倚琪

  电源技术. 2023, 47(5): 583-586. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2023.05.005

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  由于钠具有较低的成本和较大的储量,钠离子电池已成为新型储能系统的研究热点。但由于钠离子的半径远大于锂离子,因此原有的商业化石墨类碳负极材料无法使用。Sn基合金作为钠离子电池负极材料的研究热点,近年来呈现了一些独特的研究手段,系统总结了Sn-P、Sn-S、Sn-M(M为过渡金属元素)以及Sn-M-N三元合金负极材料近年的研究进展。
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  TRIZ理论在高性能储能器件设计中的应用

  王旭芳, 凌仕刚

  电源技术. 2023, 47(5): 587-590. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2023.05.006

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  简述了发明问题解决理论(teoriya resheniya izobreatatelskikh zadatch,TRIZ)的基本概念、理论体系及系统化方法论发展历程。介绍了理想解、冲突解决理论、物质-场理论、技术系统进化理论、创新资源分析、裁剪、效应等方法与工具的原理及应用流程,并以高能量密度锂电池安全性改善策略为例,运用TRIZ问题分析方法、问题求解工具进行安全性改善方案设计。展望了TRIZ理论的发展趋势及其在高性能储能器件开发中的应用前景。
研究与设计：化学电源
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  电场控制全氟磺酸膜中磺酸根定向分布的研究

  张军芳, 宋微, 赵雨桐, 林永俐, 邵志刚

  电源技术. 2023, 47(5): 591-594. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2023.05.007

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  对受热后发生玻璃化转变的Nafion 211膜施加40 V的电场,进而控制磺酸根基团的定向排列,达到提高Nafion膜离子电导率和燃料电池性能的目的。利用透射电子显微镜(TEM)、原子力显微镜(AFM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和质子电导率等技术研究了电场处理前后膜的相关特性。TEM和AFM表明：与原始膜相比,电场处理膜中-SO₃H基团重新排列聚集形成较大的亲水团簇,均匀分布在氟碳基体中,FT-IR显示电场使Nafion 211膜中-SO₃H和-CF₂-基团对应的峰强度增加。XRD表明电场提高了膜的结晶度。由于电场使亲水团簇彼此连接形成较宽的通道供离子导通,水平方向上电场处理膜的电导率从166.12 mS/cm增加到190.19 mS/cm,垂直方向上电场处理膜的电导率从13.76 mS/cm增加到22.89 mS/cm,燃料电池性能从874.02 mW/cm²增加到919.41 mW/cm²。该研究表明电场对Nafion膜的结构和性能有明显影响,对外场定向质子交换膜的研究及其对燃料电池性能的提升具有重要意义。
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  高温质子交换膜燃料电池系统可靠性分析

  栗京京, 孟海军, 张盟, 孙海

  电源技术. 2023, 47(5): 595-600. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2023.05.008

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  可靠性是影响高温质子交换膜燃料电池(HT-PEMFC)系统结构设计及实用化程度的重要指标之一。使用可靠性框图和采用马尔可夫模型的状态空间法分析了HT-PEMFC系统的可靠性,其中可靠性框图用于评估不可修复系统的可靠性,根据HT-PEMFC系统的可靠寿命及辅助系统各组件可靠性数据,评估了燃料处理器和燃料电池电堆的故障率及平均工作时间(MTTF)。采用马尔可夫模型的状态空间法用于评估可修复系统的可靠性,在1 000 h后系统可靠性为93.49%,3 000 h后系统可靠性保持稳定,约为92.20%,表明系统维护有利于提高系统的可靠性;此外若增加系统各组件的维护频率(修复率),可大幅提升系统在额定功率状态的概率和系统的可靠性。
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  制备条件对ScYSZ薄膜形貌的影响及其生长模型

  李韫琪, 李成新, 李智, 刘涛

  电源技术. 2023, 47(5): 601-605. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2023.05.009

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  采用溶液旋涂法在石英基体上制备了氧化钇氧化钪共稳定氧化锆(ScYSZ)阻挡层薄膜,对前驱体的热分解过程进行了分析,并研究了基体温度和热处理温度对薄膜形貌的影响,在此基础上揭示了前驱体溶液结晶形核生长的过程。结果表明：前驱体在580 ℃完全分解。不同温度基体上薄膜的表面形貌表明,降低基体温度有利于晶体形核生长。薄膜经不同温度热处理后的表面形貌显示,热处理促进晶体生长与再结晶。在氧化钆掺杂氧化铈(GDC)电解质基体上制备了致密的ScYSZ薄膜,证实了晶体形核生长的规律。
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  微波辅助合成NiMoO₄及其在甲醇氧化中的应用

  刘云花

  电源技术. 2023, 47(5): 606-609. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2023.05.010

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  通过微波辅助法快速合成了非贵金属NiMoO₄纳米棒,作为电催化氧化甲醇的催化剂。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)对材料的结构、形貌进行了表征,并研究了其电催化氧化甲醇的特性。结果表明,NiMoO₄纳米棒在含有0.5 mol/L甲醇的1 mol/L KOH电解质中催化起始电位为0.45 V,在0.6 V时的催化电流密度达到了90 A/g,并具有良好的稳定性。因此微波辅助合成的非贵金属NiMoO₄纳米棒催化剂在直接甲醇燃料电池中具有良好的应用前景。
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  基于SA-ANFIS-AUKF的PEMFC剩余使用寿命预测方法

  黄庆泽, 罗马吉, 张锐明

  电源技术. 2023, 47(5): 610-614. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2023.05.011

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  为实现在恒定和变载工况下对质子交换膜燃料电池(PEMFC)的剩余使用寿命(RUL)预测,提出了一种基于SA-ANFIS-AUKF的混合驱动预测方法。该方法首先基于结合模拟退火(SA)算法的自适应神经模糊推理系统(ANFIS)实现未来衰退趋势(FDT)预测,然后基于预测的电压衰退结果,结合电压衰减半机理模型和自适应无迹卡尔曼滤波(AUKF)算法实现了准确的剩余使用寿命估计。并利用法国燃料电池实验室恒定工况数据集和物流车变载工况数据集进行验证,RUL估计结果的平均准确度分别为0.881 8和0.785 4。在100 h预测时长下,预测RUL的平均绝对误差均不超过12.5 h。结果表明,该混合方法不仅适用于恒定负载,在动态负载下也有良好的预测效果。
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  软碳快充锂离子电池衰减机理研究

  孔俊丽

  电源技术. 2023, 47(5): 615-617. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2023.05.012

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  采用商业化LiNi_0.5Co_0.2Mn_0.3 (NCM523)正极与软碳负极组装1 A软包全电池,测试5 C循环性能。全电池在2.5~4.2 V的电压范围内5 C循环3 000次后仍然呈现出84%的容量保持率。将循环250、1 000、3 000次的全电池进行拆解,详细研究了电池衰减过程中材料的变化。X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、拉曼光谱显示循环后正负极材料没有明显的结构形貌改变,尤其是3 000次循环后正极表面仍然具有层状结构特征,但是正极的晶体结构有序性下降。结合电化学阻抗谱(EIS)分析可得,负极表面固体电解质界面膜(SEI)的持续生长是电池衰减的主要原因,正极材料结构不断被破坏是电池衰减的次要原因。
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  LiTi₂(PO₄)₃修饰高镍单晶三元正极材料增强结构稳定性

  李西安, 冯彦彦

  电源技术. 2023, 47(5): 618-622. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2023.05.013

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  单晶LiNi_1–x–yCo_xMn_yO₂ (SCNCM,1–x–y >0.9)正极材料由于其特殊的晶体结构,与多晶NCM材料相比,具有更优越的循环寿命。然而,SCNCM在长循环过程中由于严重的副反应和不可逆相变,导致严重的容量退化。具有较高扩散系数的LiTi₂(PO₄)₃ (LTP)可以增强Li⁺在电极和电解质之间的传递,并防止与空气和电解质的副反应。为了优化SCNCM的电化学性能,采用液相混合和固相烧结相结合的方法对其进行表面包覆,提高单晶SCNCM循环性能。X射线衍射(XRD)和高分辨透射电子显微镜(HRTEM)结果证实,SCNCM表面包覆一层30~50 nm的LTP涂层,改性后的样品在长循环后仍然可以保持良好的层状结构。具体地说,包覆0.8%（质量分数）LTP的SCNCM正极在0.5 C循环100圈后,放电比容量为151.2 mAh/g。
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  三元材料在空气中暴露后的理化特性分析

  赵培, 李奇松, 王文昌, 王睿, 许刚

  电源技术. 2023, 47(5): 623-626. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2023.05.014

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  研究了不同镍含量的三元材料在温度20 ℃、湿度60%的环境中暴露不同时间后的理化参数变化情况,结果表明：三元材料的pH值随暴露时间变化较小,而其水分含量则随暴露时间的延长显著增大,说明三元材料在暴露过程中会持续吸收环境中的水分。残余碱成分LiOH的含量随暴露时间的延长未发生显著变化,而Li₂CO₃含量虽在短时间内变化不大,但长期暴露后,其含量显著增大。通过扫描电子显微镜(SEM)及X射线光电子能谱(XPS)分析表明,三元材料在空气中暴露的过程中,其表面的残余锂与水分及CO₂发生反应,形成了LiOH和Li₂CO₃,而LiOH易与空气中的CO₂反应转化为Li₂CO₃。
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  基于Mxene/石蜡CPCM的锂电池热管理系统

  贺春敏, 杨翼, 蔡天鏖, 沈雪阳

  电源技术. 2023, 47(5): 627-631. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2023.05.015

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  为了确保锂离子电池的安全稳定运行,可靠的电池热管理系统(BTMS)在处理电池热相关问题和确保动力电池的性能、安全以及寿命方面都起着不可或缺的作用。相变材料冷却结构简单、冷却效率高,具有较好的温度平衡性能,而新型纳米材料Mxene的导热系数高达55.8 W/(m·K),因此首次将Mxene和石蜡结合构建复合相变材料(CPCM),在方形锂离子电池组基础上建立了以Mxene/石蜡为CPCM的电池热管理系统,研究Mxene的质量分数对电池组温度分布的影响,并进一步对电池组仿真模型进行研究,探讨电池间距、环境温度和对流传热系数对电池组散热性能的影响。研究表明：当石蜡和Mxene质量比为1∶1,X轴和Y轴方向电池组的间距分别为20和10 mm,环境温度控制在34 ℃之内,对流传热系数为4 W/(m·K)时,该电池组的散热效果最好。
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  锂电池模组膨胀位移分析方法

  李林阳, 何帆, 吕希祥

  电源技术. 2023, 47(5): 632-634. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2023.05.016

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  为了解决锂电池模组膨胀后期尺寸超标的问题,提出了一种膨胀位移分析方法。定义了核心部件的尺寸,确保电芯安装的预紧力。重构结构模型,消除了预紧力对仿真结果的影响;分析了生命末期(EOL)状态下的应力和膨胀位移,结果满足系统的边界要求。搭建了膨胀位移测试平台,按照1 C/1 C循环工况,测试模组的膨胀位移,结果表明：模组膨胀位移5.028 mm小于仿真的分析值,满足系统边界的要求。
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  考虑温度影响的锂离子电池放电容量不确定度评定

  林甲深

  电源技术. 2023, 47(5): 635-638. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2023.05.017

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  锂离子电池放电容量是评价锂离子电池电性能最重要的一项指标,根据IEC 62660-1 2018《电动道路车辆用二次锂离子蓄电池：锂离子电池性能试验》的测试方法,考虑不同的放电容量测试温度(0±2)、(25±2)和(45±2) ℃,结合测试仪器和锂离子电池的电性能特性,给出锂离子电池放电容量测量不确定度的评定方法,并通过蒙特卡洛法(MCM)对测量不确定度表示与评定法(GUM)进行验证。结果表明：在标准不确定度的有效位数取2位的情况下,GUM法在不同的测试温度点均通过了验证。
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  基于EKF的钛酸锂电池SOC估计

  廖友萍, 李睿, 吕航, 张付军, 赵长禄

  电源技术. 2023, 47(5): 639-643. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2023.05.018

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  精确的荷电状态(SOC)估计可以保障电池系统安全可靠地工作。钛酸锂电池优良的大倍率充放电特性使其近年来在需要大功率充放电的特种车辆上得到应用。针对使用扩展卡尔曼滤波算法估计SOC在不同模型上产生不同误差的问题,以钛酸锂电池为实验对象,针对最常用的一阶RC和二阶RC模型,利用实验数据进行了参数辨识,开展了三种不同工况下的SOC仿真研究,结果表明：两种模型的扩展卡尔曼滤波算法精度都较高,平均相对误差都在2%以内。在恒定工况下,一阶RC模型的扩展卡尔曼滤波算法有更高的精度,而在变工况下,一阶RC模型的扩展卡尔曼滤波算法比二阶RC模型精度略低,表明二阶RC模型具有更好的动态性能。
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  基于二阶RC网络模型的UKPF-VFFRLS电池SOC预测估计

  许耀辉, 张丽霞, 刘大勇, 常凤筠

  电源技术. 2023, 47(5): 644-649. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2023.05.019

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  针对单一滤波算法对动力电池荷电状态(SOC)预测估计精度有限的问题,分析并建立了二阶RC网络等效电路模型,进行了离线参数辨识,并验证了辨识结果的准确性。以该模型为基础,运用无迹卡尔曼粒子滤波(UKPF)算法对动力电池SOC的动态模型状态进行预测估计,以带可变遗忘因子的递推最小二乘法(VFFRLS)对动态模型参数进行辨识,两者互为输入输出,实现UKPF-VFFRLS算法的联合估计。仿真实验结果表明：相比原有单一滤波算法,UKPF-VFFRLS联合估计算法使得SOC平均误差降低至0.74%,均方根误差(RMSE)低至0.009 9,提高了SOC的预测估计结果精度,从而提升了能源消耗预判能力和电池使用效率。
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  基于电化学模型的锂离子电池寿命预测分析

  郭小强, 郑见杰, 张晓明

  电源技术. 2023, 47(5): 650-652. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2023.05.020

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  锂离子电池在循环过程中由于持续的界面副反应,会引起容量衰降和内阻增加。为了缩短寿命测试时间,提高电池开发迭代速度,基于P2D模型和EC在负极表面分解的机理构建了锂离子电池寿命预测模型,通过18650电池循环寿命测试数据验证,该模型对于100%放电深度(DOD)循环容量保持率的预测误差小于2%,能够利用少量的寿命测试数据对电池的长期寿命进行快速预测。
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  HELM实现锂离子电池SOH在线估算

  冯喆, 吴淑孝, 陈德乾, 赵铭思, 陈琳

  电源技术. 2023, 47(5): 653-658. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2023.05.021

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  锂离子电池的健康状态(SOH)估算对电动汽车的稳定安全运行十分重要,是提前预知电池寿命保障系统正常运行,避免灾难性事故发生的关键之一。针对目前健康因子(HI)构建复杂以及现有SOH估算方法模型参数多且复杂、耗时长等问题,提出了利用可直接测量的电池恒流充电时间和放电电压样本熵作为HIs表征电池的容量退化,降低HI构建的复杂度。引入分层极限学习机(HELM)模型建立SOH在线估算框架,以所构建的两种新HIs作为输入,离线训练HELM电池退化模型实现SOH在线估算。采用美国宇航局(NASA)、牛津大学(Oxford)公开数据集与自测数据集验证所提出的HELM框架对三元锂电池和钴酸锂电池SOH估算的有效性。训练样本和估算样本在相同温度条件下,最大绝对误差不超过1.05%,SOH估算精度较高;当温度条件和电池类型不同时,最大绝对误差不超过2.1%,表明该SOH估算框架具有较好的泛化性与迁移性。
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  一步合成三维石墨烯/生物质碳复合材料的研究

  万伟华, 戴长松, 朱星宝

  电源技术. 2023, 47(5): 659-662. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2023.05.022

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  以酵母生物质为碳源,采用共水热法一步制备酵母生物质碳与三维立体石墨烯的复合材料,作为锂空气电池的阴极。通过扫描电镜、能谱分析等手段的物理性能表征及循环伏安、交流阻抗和充放电循环的电化学性能测试,结果表明,酵母生物质碳在三维立体石墨烯表面分布较为均匀,并且其表面存在N等元素,循环伏安测试表现出明显的氧化峰和还原峰。在电流密度为40 mA/g的条件下,按电极总质量计算出电极的比容量为3 100 mAh/g,电极放电平台为2.6 V左右,充电平台约为4.5 V,随着电流密度增加,电池容量下降,当电流密度达到100和200 mA/g时,对应比容量分别为2 300和1 300 mAh/g,表现出较好的电化学性能,保持了较好的催化活性。
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  变电站铅酸蓄电池运行状态分析及退役蓄电池修复

  王放放, 赵光金, 胡玉霞, 董锐锋

  电源技术. 2023, 47(5): 663-667. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2023.05.023

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  调研分析了河南省范围内变电站在运铅酸蓄电池和退役铅酸蓄电池的性能,总结分析有人值守变电站和无人值守变电站铅酸蓄电池的运行状态。针对退役铅酸蓄电池,对比分析了不同修复技术的修复效果,验证了采用纳米碳活性剂与谐波脉冲复合修复技术能大幅提升退役铅酸蓄电池容量,延长铅酸蓄电池使用寿命。
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  基于Fluent的铝氧化银电池冷却结构设计

  成海超, 闻杰, 李学海, 胡毅

  电源技术. 2023, 47(5): 668-670. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2023.05.024

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  铝氧化银池冷却结构设计需要综合考虑换热功率与结构压损因素,利用Fluent软件对某铝氧化银电池冷却结构进行传热数值模拟,得到冷却结构流体的压力、温度分布,并计算得到散热功率及压损,从而辅助电池冷却结构设计。采用数值模拟能够得到散热功率与结构压损相对平衡的冷却结构,且仿真结果与试验结果吻合,仿真分析较好地支撑了铝氧化银电池冷却结构设计,缩短了研制周期与试验成本。该方法对于其他流体流动、传热分析具有借鉴意义。
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  超级电容器瞬态响应性能测试

  张晶晶, 李晋忠, 余华强, 孙鹏飞

  电源技术. 2023, 47(5): 671-673. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2023.05.025

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  针对超级电容器瞬态响应性能特征搭建一套超级电容器瞬态响应测试技术平台。利用固态开关、罗氏线圈电流传感器、高速数据采集装置和计算机等组成测试平台,并对平台进行调试、校准、测试及验证其可靠性,实现对相应超级电容器的瞬态特性分析和数据研究的功能,形成超级电容器瞬态响应测试方法。
研究与设计：物理电源
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  空间用GaInP/GaAs/Ge太阳电池栅线仿真

  李晓东, 杜永超, 铁剑锐, 孙希鹏, 肖志斌

  电源技术. 2023, 47(5): 674-677. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2023.05.026

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  准确的仿真模型是设计太阳电池栅线的关键。从受光面发热损失、细栅遮挡损失、细栅发热损失入手,建立了空间用GaInP/GaAs/Ge太阳电池栅线仿真模型。设计了以表面薄层电阻、细栅形状、细栅间距为变量的验证实验,制备的样品效率与仿真预计效率吻合良好。应用栅线模型在两种类型的3 cm×4 cm尺寸空间用GaInP/GaAs/Ge太阳电池进行栅线优化,两种太阳电池经优化后转换效率分别提升了0.19%和0.29%,证明该栅线设计模型准确,应用效果良好。
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  基于退火算法优化的PSO-PID光伏MPPT

  岳有军, 成亚东, 赵辉, 王红君

  电源技术. 2023, 47(5): 678-681. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2023.05.027

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  光伏电池在实际应用中可能出现有阴影遮挡的情况,导致传统控制方案无法找到光伏阵列最大功率点,使得光伏阵列的输出功率陷入局部极值。提出了基于退火粒子群优化的PSO-PID光伏最大功率跟踪控制策略,在PID和PSO算法复合控制的基础上,用退火粒子群算法对PID控制器的参数进行优化,实现了最大功率点的有效捕捉。搭建了MATLAB/Simulink仿真平台,通过与现有控制策略的比较,仿真结果表明,该方法具有较好的控制效果。
研究与设计：系统技术
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  临近空间飞行器配电单元热仿真研究

  邢金富, 宋建青, 穆彦龙, 张强

  电源技术. 2023, 47(5): 682-686. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2023.05.028

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  使用Flotherm对临近空间飞行器配电单元进行建模仿真,并通过实验验证仿真结果的有效性;在海拔25 km低气压大气条件下对散热器翅片高度、间距及厚度进行优化设计及仿真,兼顾提高功率密度、整机减重及保证结构强度,最终选择具有8个风扇、散热翅片高度75 mm、翅片间距6 mm、翅片厚度1 mm的结构模型作为设计方案。该研究结果对临近空间环境配电单元的结构优化及热设计具有一定的指导意义。