2026年, 第50卷, 第5期　
刊出日期：2026-05-20

  

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本刊特约
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  退役晶硅光伏组件回收与资源化利用研究进展

  任常在, 张丛浩, 蒋甲丁, 兰鸽, 吴凯, 李文亮

  电源技术. 2026, 50(5): 773-786. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2026.05.001

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  绿色回收与资源化利用,是应对光伏组件退役潮的破局关键。系统综述了退役光伏组件的管理政策、主流技术及其全生命周期的环境影响。当前退役光伏组件回收与资源化在技术、经济与政策协同方面仍面临多重挑战：热解法和湿法冶金等主流技术在乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)胶膜高效去除、有价金属低碳回收等环节尚待突破;中国、欧盟、美国等主要经济体已初步构建生产者责任延伸制度框架,在此框架下,资源化途径正呈现多元化趋势,从传统材料回收扩展到转化为建筑材料、光催化剂等高附加值方向,展现出显著潜力,但技术执行与政策协同仍需加强;生命周期评价证实回收可有效降低全周期碳排放与环境毒性,但工艺过程中的二次污染控制亟待优化。对退役光伏组件的资源化回收、政策管理和工业化应用等方面的未来前 景进行了展望。
综述
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  锂离子电池快充能力的研究进展与展望

  石清璇, 戴豪, 夏煜华, 于文军, 徐中领

  电源技术. 2026, 50(5): 787-798. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2026.05.002

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  快充能力[10~15 min充至80%荷电状态(SOC)]正成为车载锂离子电池的关键指标,但快充过程及效果受锂析出、浓差极化、厚电极离子传输与热-电化学耦合的共同约束。从机制、结构、热管理、协议与控制、在线诊断和系统集成等六个层面对快充技术进行综述。以风险域图(温度、SOC和电流密度)、温度轨迹(保温充与快散热)、健康约束和协议优化[模型预测控制(MPC)与强化学习(RL)]为骨干,联动厚电极结构窗口(e、t和L)与电池管理系统(BMS)可采信号[dV/dt、电化学阻抗谱(EIS)、非线性频率响应分析(NFRA)和ΔT/∇T],将安全与寿命直接纳入充电控制闭环。安全高效的快充可通过如下技术措施实现：(1)建立风险域图,把不可观测的失配风险转译为协议层硬或软约束;(2)通过降低曲折度、优化孔隙梯度与合理的集流体设计,可在高面密度下提升D_eff并抑制极化;(3)“保温充与快散热”在低温与极限快充中兼顾动力学与副反应;(4)MPC、ANN-MPC与RL在诊断触发下实现个体化快充;(5)整车、桩网和云端的协同决定分钟级补能的上限。讨论了以t₈₀、ΔT和寿命衰减率为统一指标的验证与准入框架,给出了面向量产时的快充设计要点建议,明确了快充技术未来的重点攻关方向。
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  燃料电池寿命混合预测方法综述

  肖燕, 张俊, 贾秋红, 陈豪烽, 张绮

  电源技术. 2026, 50(5): 799-809. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2026.05.003

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  燃料电池因转换效率高、运行稳定和对环境友好,在多个领域广泛应用,但其性能会随着使用而逐渐衰退,剩余使用寿命(remaining useful life, RUL)的准确预测对于电池维护和寿命延长具有重要意义。混合预测方法是燃料电池寿命预测的重要方法,融合了物理模型和数据驱动模型的优势。简要介绍了单一模型驱动和数据驱动RUL预测方法;重点分析了混合预测方法的主要混合策略,论述了不同策略的优缺点。通过评述模型与数据、数据与数据的主流混合策略的现有研究成果,得出两种混合策略各有优势：模型与数据的混合预测策略增强了预测的精度和泛化能力,但因复杂的混合框架导致了更高的计算复杂度;数据与数据混合预测策略在保持良好预测精度的同时简化了模型、提高了计算效率,但也存在数据依赖度高和物理解释性差等问题。总结了混合预测方法在提高RUL预测精度和可靠性方面的优势,并对混合预测方法进行了展望,为燃料电池的RUL研究提供参考。
研究与设计: 化学电源
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  磷酸铁锂/碳气凝胶复合正极制备及其储能机制研究

  尤露媛, 张舒茜, 乔志军, 于学文, 阮殿波

  电源技术. 2026, 50(5): 810-817. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2026.05.004

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  聚焦于利用具有高比表面积与丰富孔隙结构的碳气凝胶与磷酸铁锂复合,以提升复合电极的电化学性能。重点考察了磷酸铁锂粒径与碳气凝胶比表面积这两个关键物理特性对复合材料性能的影响。实验表明：小粒径磷酸铁锂与大比表面积碳气凝胶所构建的复合电极展现出优异的综合性能,其首次放电比容量高达165.5 mAh/g,首次库仑效率达到100.0%,且在500次循环后容量保持率仍高达94.6%。实验结果明确验证了原材料物理特性对复合材料电化学性能的显著影响,为后续设计高性能磷酸铁锂/碳气凝胶复合电极提供了重要的优化依据。
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  一种水下航行器用高安全高比能锂离子电池研究

  余伟, 毛国龙, 陈益奎

  电源技术. 2026, 50(5): 818-823. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2026.05.005

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  面向水下航行器工作环境,提出了一种兼顾安全性与比能量的锂离子电池方案：以锰铁比7∶3的磷酸锰铁锂(LiFe_0.3Mn_0.7PO₄,LFMP)为主体,引入三元材料进行复合调控,构建A、B、C、D四种正极体系。建立了循环、低温、高温贮存、高温性能、过充、外部短路与针刺等全套安全性验证流程。结果表明,随着三元比例升高,电池倍率与低温性能逐步改善,但安全性下降;综合性能以C配方最佳。基于C配方的60 Ah圆柱电芯在-5~50 ℃条件下的能量均满足指标(高温贮存后≥182.6 Wh,常温/低温≥193 Wh),过充、常温与高温短路及针刺均未起火/爆炸,满足水下航行器用电池安全使用需求。
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  LiNi_0.7Co_0.1Mn_0.2O₂@C正极材料性能的研究

  吴甜甜, 徐宝和, 李瑞锋, 姜越洋, 姚怡彤, 江玉枫, 周徐杰

  电源技术. 2026, 50(5): 824-829. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2026.05.006

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  为了改善LiNi_0.7Co_0.1Mn_0.2O₂的残锂和提高其电化学稳定性,以葡萄糖为碳源,通过湿法包覆和高温煅烧的方法进行碳包覆改性,制得LiNi_0.7Co_0.1Mn_0.2O₂@C材料。利用X射线衍射和扫描电子显微镜对样品结构进行表征,并组装成扣式电池对其进行电化学性能测试。研究表明：包覆的碳层能有效降低表面残碱,同时碳包覆能显著提升电子导电性、改善材料的电化学性能。在0.2 C、2.75~4.3 V电压下放电比容量为186.1 mAh/g,放电效率达89.0%。1 C循环80次后容量保持率为97.6%,且电荷转移阻抗较小。
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  高电压LiNi_0.5Mn_1.5O₄基全电池电解液的优化及探究

  周双, 邱玉胜, 王红强, 李庆余

  电源技术. 2026, 50(5): 830-837. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2026.05.007

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  锂离子电池因具备优异的能量与功率特性,被广泛应用于便携式电子产品和新能源汽车领域。为了满足高能量密度与高功率输出的需求,构建高电压电池体系成为研究热点。LiNi_0.5Mn_1.5O₄ (LNMO)正极因高电压平台、较高的理论比容量和能量密度而备受关注。然而,与石墨负极匹配的LNMO全电池尚未实现产业化,主要受制于电解液体系不匹配问题。针对LNMO全电池的容量衰减与副反应,考察了在电解液中分别引入1%、3%、5%丁二酸酐(SA)后的性能变化。结果显示,添加3%SA的电池(正极：3%LNMO@LSMO;负极：5%TEOS-NG,简称 LNMO/NG-3%SA)表现最优。这归因于充放电过程中SA分解形成稳定的界面膜,能够抑制电解液分解,减少副反应并稳定电极结构,从而显著提升容量保持率和循环稳定性。
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  预紧力对锂离子电池充电性能的影响

  袁文静, 杨慧敏, 朱阳阳, 安洪力, 王华宇

  电源技术. 2026, 50(5): 838-847. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2026.05.008

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  为了探究预紧力对锂离子电池充电性能的影响并确定预紧力最优值,建立了三元-石墨体系软包电池的多物理场耦合模型。利用不同倍率和不同预紧力的测试数据验证了模型精度,分析了孔隙率和活性材料比表面积对充电性能的影响,并预测了充电性能最佳的预紧力。一方面,预紧力压缩电极导致液相传质过程受阻;另一方面,预紧力使电极材料之间的接触状态发生改变,进而影响电荷转移阻抗。上述两种机理的综合影响导致电池2.5 C充电在175 kPa下具有最小的内阻和最佳的充电性能。研究结果阐明了预紧力对锂离子电池充电性能的影响,可为预紧力设计提供理论指导。
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  航空宽温域自适应性电池组设计研究

  田宇, 周峻丞, 孙国瑞

  电源技术. 2026, 50(5): 848-854. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2026.05.009

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  针对航空飞行器应急供电对宽温域适应性、高空间利用率及自供电能力的核心需求,设计了宽温域自供电电池模组并完成性能验证。模组选用高安全性26650型磷酸铁锂电芯,采用圆筒式模块化结构适配设备舱,集成聚酰亚胺加热膜与自适应控温策略。验证结果显示,该模组在–40 ℃可直接启动,–50 ℃极端环境下能连续工作3.1 h,完全满足航空应急供电要求,可解决传统模组低温启动难、空间适配差的难题,为极端低温环境下电池工程化应用提供关键技术参考。
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  布置方向对三元锂电池热失控及其传播行为的影响

  徐果, 赵路遥, 郑敏学, 周雨, 陈明毅

  电源技术. 2026, 50(5): 855-861. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2026.05.010

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  锂离子电池储能技术是推动现代电气化进程的关键技术之一。电池热失控及其蔓延现象为大规模储能带来了安全挑战。在热失控过程中,电池泄压阀开启,喷射出大量电解液蒸汽和高温可燃气体。在电池布置方向不同时,热失控喷射行为的变化及其对电池组热失控传播现象的影响仍未知。采用镍钴铝酸锂三元电池(NCA103450)为研究对象,分析电池单体及模组在安全阀朝上、朝下和横向等3种排列方式下的热失控及蔓延行为,结果表明：单体电池荷电状态(SOC)越大,热失控最高温度越高,且热失控触发时间更短;电池布置方向对单体电池热失控行为影响不大,但电池模组中热失控触发时间呈现安全阀朝上>横向>朝下的规律,表明安全阀朝上时热失控蔓延速率最慢,安全阀朝下时蔓延速度最快。安全阀朝向对电组热失控质量损失的影响较小。研究结果深化了对锂离子电池喷射、热失控及其蔓延行为的认识,可为电池模组的安全设计以及运输提供理论指导。
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  动力锂电池模组热失控传播与能量释放研究

  王帆, 罗思义, 沙浩瀚, 张西龙, 王炎

  电源技术. 2026, 50(5): 862-872. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2026.05.011

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  通过实验研究了由6节NCM622大容量锂离子电池构成的整装模组在辐射加热条件下的热失控传播行为与能量释放机制,结果表明：热失控在模组内以连续热传导方式传播;质量损失是热失控过程中响应最早的预警信号,平均较特征气体和热失控判据分别提前7.5和22.3 s;能量释放机制呈现阶段性演变特征,初期与末期以电池内部反应热主导,中期则转为外部高效燃烧主导。揭示了整装模组热失控传播与能量释放的动态机制,为锂电池热安全设计与早期干预提供了实验依据。
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  储能液冷电池包的热管理设计与优化研究

  邝锡金, 严天曈, 何巧灵, 朱睿, 王晶, 王潇

  电源技术. 2026, 50(5): 873-881. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2026.05.012

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  针对大型储能电池包顶面温度不均匀的问题,选取某1并104串储能电池包为研究对象,提出了一种“自均温”液冷板,通过流道对称设计以及冷热流道交叠的拓扑结构设计,可显著提高电池顶面温度均匀性。液冷板仿真结果流阻为23.86 kPa,各并联流道流量最大差异为4.1%。通过优化温差较大区域的流道布置,使电池包顶面温差降低了12.9%。最终方案的电池包瞬态热仿真结果表明：25 ℃环境温度下,最高电池温度为36.36 ℃,最大顶面温差为1.96 ℃。电池包充放电测试结果显示：最高电池温度为36.8 ℃,最大顶面温差为2.2 ℃。液冷板流阻仿真和实测结果误差为5.84%。电池包仿真和实测结果最高温度相差0.4 ℃,最大温差相差0.2 ℃。
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  基于SIFM-MConvTCN-UKF的锂离子电池SOC估算

  李泽宇, 萧筝, 郭敏

  电源技术. 2026, 50(5): 882-890. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2026.05.013

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  针对锂离子电池荷电状态(SOC)在多温度、多工况下频率信息挖掘不足、时间尺度不一及对初始偏差敏感等问题,提出了基于时频融合的SIFM-MConvTCN-UKF估算方法。该方法构建频谱交互融合模块(SIFM),利用DCT/IDCT与幅值门控提取关键频域特征并抑制工况切换噪声;设计多尺度门控TCN(MConvTCN),通过并行卷积和扩张感受野刻画快慢动态,并结合门控与时间注意力实现特征自适应融合;在线阶段将网络输出作为量测输入无迹卡尔曼滤波(UKF),完成状态去噪和平滑。实验结果表明,该方法在跨温度、跨工况条件下取得较低宏平均误差(RMSE≈0.584%,MAE≈0.43%),并在初始SOC偏差场景下约15 s内收敛,估算精度和鲁棒性均优于对比方法。
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  基于大数据的储能电池健康状态预测研究

  毛德元, 侯正健, 李凯明, 成世杰, 王冬冬, 王建华, 马冀超

  电源技术. 2026, 50(5): 891-897. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2026.05.014

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  储能电池的健康状态(SOH)精确预测对系统安全稳定运行具有关键作用。整合了多源异构数据,构建基于一维卷积神经网络(1D CNN)+双向长短时记忆网络(BiLSTM)+注意力机制的深度学习预测模型,采用基于容量的SOH定义作为预测标签,在模块级进行标签构造。预测准确度达97.8%,误差控制在2.5%以内。基于预测结果设计充放电策略优化、电池组均衡管理及故障预警机制,实现全生命周期智能管控。实验验证表明,该策略可使电池寿命延长15.2%,故障率降低32.6%。
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  基于LOESS-Transformer模型的小样本电池剩余寿命预测

  柏航, 周驰东, 李嘉宇, 杨昊天, 王萌, 黄凯, 郁亚娟, 苏岳锋

  电源技术. 2026, 50(5): 898-906. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2026.05.015

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  针对电池剩余使用寿命(RUL)预测过程中有限的早期老化数据进行长周期预测的问题,提出了一种结合局部估计散点图平滑(LOESS)与Transformer的混合预测模型(LOESS-Transformer,L-T)。该模型通过LOESS算法对电池容量衰减数据进行预处理,有效滤除噪声并捕捉核心退化趋势。利用Transformer模型具有长序列依赖捕获能力进行RUL预测。结果表明,所提模型相较于LSTM、CNN-LSTM等基准模型,在仅使用前30%的数据进行输入时,预测精度与鲁棒性均有显著提升。具体而言,在NASA B0005电池上,L-T模型的平均绝对误差(MAE)为0.015 7,均方根误差(RMSE)为0.021 6,RUL相对误差为5.77%;在CALCE CS2_38电池上,预测性能尤为突出,决定系数(R²)达到0.982 2,RUL相对误差更是低至0.13%。该方法为有限信息下的电池RUL预测提供了有效的新思路。
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  基于PIM-DRO框架的锂电池碳足迹鲁棒预测

  苏永睦, 刘涛, 张靖, 徐晓峰

  电源技术. 2026, 50(5): 907-914. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2026.05.016

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  锂电池使用阶段碳足迹的评估是实现“碳中和”目标与制定科学能源策略的关键基础。现有数据驱动模型难以适应数据分布差异,在未知场景下评估结果可靠性较低。针对该问题,引入了迁移学习思想并将该工程任务重新建模为域泛化(DG)挑战。提出了一个融合物理先验(PIM)与分布鲁棒性优化(DRO)的PIM-DRO鲁棒学习框架。该框架在基于多层感知机(MLP)模型的基础上,利用PIM注入单调性约束来抑制伪关联,同时采用DRO策略最小化最差情况风险帮助模型学习跨域不变的内在规律。实验结果表明,在公开数据集上进行跨域零样本预测任务中,传统模型性能出现显著衰退,无法拟合目标域的潜在规律,而PIM-DRO仍能保持较高精度,其均方根误差(RMSE)较最优基线模型降低了64.9%。消融研究进一步验证了物理先验与鲁棒优化的协同效应。
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  石榴石基复合固体电解质膜的制备和性能研究

  李志华, 张明旭, 孙正艋, 赵鹏程

  电源技术. 2026, 50(5): 915-921. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2026.05.017

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  石榴石固体电解质Li₇La₃Zr₂O₁₂ (LLZO)相比传统电解液能更好地适配锂金属电极,具有更高的安全性,但是其高脆性严重阻碍了LLZO电解质膜的规模化生产。提出了一种基于干电极法制备Li_6.4La₃Zr_1.4Nb_0.6O₁₂ (LLZNO)基复合固体电解质膜的方法,制备了具有良好性能的复合固体电解质。其中,PTFE-LLZNO-7.5电解质膜(含有质量分数7.5%的聚四氟乙烯和92.5%的LLZNO)离子电导率高达1.17×10^-3 S/cm(25 ℃);组装的锂对称电池在0.1 mA/cm²的电流密度下稳定循环2 000 h;Li|PTFE-LLZNO-7.5|LiFePO₄电池0.1 C下首次循环比容量为158.1 mAh/g,100次循环后容量保持率为97.1%。结果表明,LLZNO基复合固体电解质膜具有优异的离子电导率和界面稳定性,可为克服石榴石电解质难以规模化加工的瓶颈、推动高能量密度固态锂电池的应用提供一种行之有效的策略。
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  盐模板法辅助制备(Cu₃VS₄/Cu₉S₅)@C的固相合成用于钠离子电池负极

  厉婷婷, 厉阳

  电源技术. 2026, 50(5): 922-932. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2026.05.018

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  针对钠离子电池负极材料存在的体积膨胀、导电性差等问题,开发了一种基于盐模板辅助固相合成法的(Cu₃VS₄/Cu₉S₅)@C复合负极材料。通过原位构建Cu₃VS₄/Cu₉S₅异质结与无定形碳层包覆的协同策略,有效提升了材料的电荷传输动力学与结构稳定性。实验表明：该材料独特的纳米片三维网络结构结合异质界面电子重构效应,显著增强了钠离子存储性能。在5 A/g的电流密度下循环1 000次后仍保持355.9 mAh/g的可逆比容量,10 A/g下3 000次循环容量保持率达94.7%(比容量为322.6 mAh/g)。动力学分析显示其赝电容贡献比例高达98.2%,钠离子扩散系数达1.76×10^-9 cm²/s,归因于异质结界面电场与碳层导电网络的协同作用。为高性能钠离子电池负极材料的设计提供了新的结构调控思路。
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  O3相NaNi_1/3Fe_1/3Mn_1/3O₂层状氧化物正极V掺杂调控与性能研究

  李翔, 孟猛, 董泽杰, 刘星宇, 黄泽亚

  电源技术. 2026, 50(5): 933-939. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2026.05.019

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  采用共沉淀法和高温固相烧结法制备了钒(V)掺杂的O3-x%(摩尔分数)V-NaNi_1/3Fe_1/3Mn_1/3O₂ (NFMV-x,x=0,0.5,1.0,2.0)正极材料,通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等手段系统地探究了V掺杂对材料结构和电化学性能的影响。结果表明：V掺杂增强了NFMV-x的结构稳定性,抑制电池充放电循环过程中的结构畸变;当V掺杂量为1.0%(摩尔分数)时,在2.0~4.2 V(vs.Na/Na)电压窗口内,1 C电流下(1 C=200 mAh/g),NFMV-1.0的初始放电比容量为173.95 mAh/g;在5 C下仍保持143.26 mAh/g的可逆比容量,且200次循环后的容量保持率仍达80.84%。
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  富阴离子型FeS₂微球的可控制备及其储镁性能

  薛鹏, 郭靖芳, 张宜德, 刘国庆, 李天一, 卫武涛

  电源技术. 2026, 50(5): 940-946. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2026.05.020

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  二硫化铁内部包含丰富的S-S键,是一种典型的富阴离子过渡金属硫化物,在储能领域备受关注。采用一步溶剂热法,通过加入尿素,优化材料形貌,成功制备了表面呈现纳米薄片结构的实心FeS₂微球。同时,纳米薄片结构呈层状紧密堆叠在微球表面,使得电子和离子之间的传输路径显著缩短,比表面积扩大,氧化还原反应活性位点丰富。得益于FeS₂本身卓越的性质及其微球结构的独特优势,将制备的实心FeS₂微球用作镁离子电池正极材料,在0.05 A/g的电流密度下展现出了269 mAh/g的优异放电比容量。
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  基于断层扫描技术的燃料电池多尺度建模

  王艺焜, 尤健, 李婷, 张瑞元, 孙广济, 陈木子, 陈黎

  电源技术. 2026, 50(5): 947-957. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2026.05.021

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  精确表征燃料电池催化层纳米尺度结构特征,研究其内部复杂输运过程,有望为燃料电池宏观模型提供基于物理而非经验的底层机理模型。采用断层扫描技术,解析了碳颗粒链、离聚物和孔隙结构特征,基于高精度结构重构算法生成了催化层纳米尺度多成分复杂结构,并采用孔尺度方法研究了其内部输运过程并获取有效输运系数。进一步构建了“气-水-热-电”多场耦合1D+1D燃料电池模型,并预测了宽工况燃料电池性能。
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  氢燃料电池系统控制参数多目标优化研究

  刘建国, 赵攀, 吴友华, 卢炽华, 颜伏伍, 李彬

  电源技术. 2026, 50(5): 958-965. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2026.05.022

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  燃料电池控制系统(FCU)对燃料电池的寿命和效率发挥着关键作用,目前FCU控制参数的标定和优化存在周期长和成本高的问题。提出了一种基于高精度质子交换膜燃料电池系统模型的FCU控制参数优化方法：BO-NSGA-II。该方法以提高电堆效率、增加净输出功率和提高氢气利用率为优化目标,是一种结合贝叶斯优化(BO)和非支配排序遗传算法(NSGA-II)的多目标优化方法。其中BO能够自适应调整NSGA-II的参数,在有效降低人工调参试错成本的同时,还能够根据Pareto前沿解集的超体积(HV)值,获得高质量的优化解集。仿真实验结果表明,采用该方法优化后,氢燃料电池在不同工况下的Pareto前沿解集质量显著提升,和NSGA-II相比,其HV值平均提升了7.2%。基于这个高质量的控制参数优化解集,可以大大减少FCU控制参数标定和优化的台架实验工作量、开发周期和开发成本,有助于燃料电池系统的推广和应用。
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  质子交换膜燃料电池双向进气瞬态数值分析

  郭熙莹, 刘懿, 柴亚民, 雷基林, 杨华

  电源技术. 2026, 50(5): 966-973. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2026.05.023

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  为深入探究双向供氢模式对质子交换膜燃料电池(PEMFC)性能的提升机理,并系统分析其动态工作特性,建立了阳极封闭式空冷型PEMFC的瞬态三维数值模型,研究了不同进气模式下PEMFC的性能特性及物质分布差异,分析了双向供氢模式在带吹扫工况下对其动态工作特性的影响规律。结果表明：阳极侧水和氮气的积累是导致阳极封闭式PEMFC性能下降的主要原因,而双向供氢模式可明显改善阳极扩散层内的物质分布均匀性,促进气体扩散层的排水能力,还能有效提高阳极气体扩散层氢质量分数;在带吹扫工况下,双向供氢模式下电池的能量效率较单向供氢模式提升了5.12%。
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  基于神经网络的氢燃料电池流场与运行参数协同优化

  曾德泰, 段郴鹏, 冯鹏飞

  电源技术. 2026, 50(5): 974-983. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2026.05.024

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  为了改善质子交换膜燃料电池(PEMFC)的性能,在流道内引入挡板,以增强氧气的传质效果,同时研究挡板数量、阴极化学计量比和压力对燃料电池的影响并寻找最佳配置。通过计算流体动力学(CFD)模型生成数据,并建立了用于预测和优化的人工神经网络模型(ANN)。人工神经网络模型与遗传算法、粒子群算法、遗传粒子群算法相结合。结果表明,与遗传粒子群算法结合的人工神经网络模型可靠性和精准度最好。与单流道流场和传统平行流场相比,优化后的挡板模型净输出功率密度分别提高了9.2%和14.4%。
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  基于MWORKS的热电池放电性能仿真研究

  赵劲寒, 刘经宇, 段其智, 魏鲍杰

  电源技术. 2026, 50(5): 984-988. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2026.05.025

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  针对热电池实物测试成本高、效率低的问题,考虑用仿真手段替代实测。以 MWORKS 仿真平台为基础,在Rint模型框架下构建两种热电池放电模型,分别为基于经验公式的传统模型与基于数据驱动的机理模型。在常温常压环境下进行热电池放电性能仿真,并采用归一化平方和残差函数开展残差分析。结果显示,基于数据驱动的机理模型在放电趋势跟踪能力(尤其在电压突变区段与“悬崖式”下降区段)及残差控制效果方面优于基于经验公式的传统模型。研究结果表明采用仿真方式模拟热电池放电可实现对热电池实物测试的替代,达到降低测试成本、提升测试效率、提高测试覆盖性的效果,可为航天领域热电池放电性能测试提供新的技术路径。