Linear and non-linear pseudocapacitances with or without diffusion control

Pseudocapacitance is an important reversible charge storage mechanism in many electrode materials. Although the concept was first proposed in early 1960s, it has been more widely studied following the observation of rectangular cyclic voltammograms (CVs) when testing some transition metal oxides and electronically conducting polymers, and the association with supercapacitor. However, interpretation of pseudocapacitance is inconsistent in the literature. Although all agree that materials are pseudocapacitive if they undergo Faradaic reactions and exhibit rectangular CVs, some have regarded any surface confined Faradaic reactions which may present non-rectangular or even peak-shaped CVs to be pseudocapacitive. In the case of rectangular CVs, the amount of charge stored in the electrode is a linear function of the electrode potential, whilst for non-rectangular or peak-shaped CVs, the relationship is non-linear. It is shown in this article that only linear pseudocapacitance is of relevance to supercapacitor, but non-linear pseudocapacitance may find applications in rechargeable battery and supercapattery. Further, it is clarified that the equation i ​= ​k₁v ​+ ​k₂v^1/2 is useful in analysis of electrode kinetics in terms of surface confinement and diffusion control. However, this kinetic equation is blind to the thermodynamically determined charge storage mechanisms as shown by experimental evidence, and should not be used to differentiate non-capacitive Faradaic processes from pseudocapacitance, either linear or non-linear.     

电动公交车线路和充电设施及策略规划方法研究

针对电动公交车充电设施配置不合理的现象,对电动公交车线路和充电设施及策略规划方法进行研究。综合考虑充电站及充电桩配置与公交线路运营特征设计参数两者的相互影响,以充电等待时间和运力为约束条件,建立社会福利最大化模型。基于两种不同的充电策略,讨论其对充电站内车辆排队充电等待时间的影响。以拉格朗日函数求解算法和遗传算法对模型进行求解,并以苏州市931路纯电动公交线路为算例对模型与算法进行了验证。研究结果表明,相比于遗传算法,基于拉格朗日函数的求解算法效率更高,求解结果更稳定。根据所构建模型设计的充电桩数量及线路运营特征参数,在满足充电等待时间约束的条件下可以实现社会福利最大。该研究所提出的模型可为电动公交车线路规划提供决策依据。     

Design of electric-field coupled underwater wireless power transfer system based on class E amplifier

针对单级LC谐振型电场耦合式水下无线电能传输(electrical-field coupled power transfer,ECPT)系统的输出功率低、谐振容量小、频率漂移大等关键问题,设计一种更适于海水环境下的无线电能传输系统。该系统基于CLC-S调谐网络,综合E类放大器效率高、频率高等优点,实现较大的功率输出。利用Maxwell有限元仿真软件,对海水环境下耦合机构的电容值进行了有限元分析。通过对水下耦合机构进行试验,分析负载品质因数Q、归一化频率μ对水下无线电能传输系统的影响规律,可为水下ECPT系统设计提供参考。     

基于变权分析方法的电动汽车充电设备性能综合评价

将变权分析方法运用于充电设备的性能评价中.首先建立了电动汽车充电设备性能的综合评价指标体系,同时对体系内各指标获取评价参量并进行统一量化的方法进行论述,随之阐述了用变权分析方法进行权重计算的原理和步骤,最后编写软件实现了电动汽车充电设备测试数据的分析和评价,利用该软件分别对两台充电设备的实验数据进行了分析,使用变权分析方法得出最终综合评价结果.分析结果表明,变权分析方法能够有效地对充电设备性能进行综合评价,评价结果突出了薄弱环节的作用,使得分析结果更加合理.该方法不仅适用于电动汽车充电设备性能评价,也适用于其他复杂系统的综合评价.     

基于DSP+CPLD的大功率高效电动汽车充电电源

多单机充电模块并联运行方式在充电后期或是在给电池容量较小的电动汽车充电时,各充电模块均处于轻载状态,且充电电源效率低下,谐波污染严重.为此,文中研制了一款基于DSP+CPLD的ZVZCS大功率电动汽车充电电源模块,搭建了输出功率可达288 kW(600 V/480 A)的实验平台,并提出了一种新型的并联控制策略,该控制策略确保始终以最少的充电模块提供电动汽车所需的充电电流(电压).实验结果表明:单机运行时,充电电源的效率在满载时最高可达96.5%;多单机并联运行时,运用上述控制策略可使充电电源效率始终保持在90.0%以上.     

大功率在线UPS高频整流器充电控制策略研究

针对传统不间断电源充电环节存在的不足,采用PWM整流器取代传统UPS中的整流、充电以及PFC 3个电路模块,并通过对PWM整流器的控制来实现三段式充电方式;同时为了实现各充电阶段的平滑切换,采用基于同步旋转坐标系下的电流闭环滑模控制策略;仿真结果表明：控制策略具有较好的直流侧充电电压跟踪能力,且响应平滑,鲁棒性强.     

基于物联网的汽车动力电池充电监控系统

针对汽车动力电池充电时间过长、 充电过程中出现的故障以及充电结束后不能及时获取结果等问题, 以动力电池的电压、 电流及温度为监测参量, 设计了一种基于物联网的汽车动力电池充电监控系统。对系统总体进行分析及描述, 完成了物联网系统的硬件整体设计和软件平台的搭建与测试。测试结果表明, 利用LabVIEW虚拟仪器平台设计的人机交换界面能对动力电池充电过程进行实时远程监控, 有效地完成了监测子系统和控制子系统间的充电数据传送, 验证了该系统的实时性、 准确性, 为用户提供了方便。     

基于电动物流车的充电和换电设施选址模型

本文研究了在充电和换电两种模式下基于电动物流车的充换电设施选址问题.首先,分别建立无充电行为时的路径规划和车辆调度模型以及充电和换电模式下,以用电成本,车辆固定出行成本,机会成本和惩罚成本之和最小化为目标的充换电设施选址模型.然后设计了一种改进的遗传算法求解路径规划和选址模型.最后,对比分析了充电和换电模式下充换电设施的选址决策及配送总成本,并得到结论:充电未造成配送延迟时,充电模式下的配送成本较低;充电导致配送延迟时,提高充电速度或选用换电模式能够使配送成本更低.另外,公用充电站服务费用的高低会显著影响物流企业关于自建充电设施还是使用公用充电站的决策.     

捣固焦微观结构研究

结合捣固炼焦工艺的特点,研究了高堆积密度配煤炼焦对焦炭微观结构的影响.结果表明,捣固炼焦工艺对焦炭气孔结构影响明显.采用N_2吸附法研究发现,9种捣固焦以小于10 nm的中、小气孔为主,平均气孔直径小,比表面积分布广泛;3种顶装焦存在一定数量20~50 nm的中孔,平均气孔直径大,比表面积小.捣固焦总气孔率、显气孔率和显气孔比例基本均低于顶装焦,捣固焦的假密度明显高于顶装焦,真密度相差不大,假密度可作为区分捣固焦与顶装焦的简易方法.焦炭光学组织主要取决于配合煤性质,捣固焦与顶装焦无明显区别.     

高充电效率的恒流太阳能路灯控制器

针对传统太阳能路灯控制器主要存在充电效率低、恒流精度低的问题,提出基于多路脉冲宽度调制(PWM)恒流技术的新型太阳能路灯控制器的设计方案。该控制器采用复合式DC-DC变换器,通过控制多路PWM信号,实现高效地充放电功能。充电过程以改进的扰动观察法实现最大功率点跟踪(MPPT),提高充电效率;放电过程通过实时检测LED路灯的实际电流,动态调整相应PWM信号的占空比实现高精度恒流驱动LED路灯。实物测试结果表明该控制器能有效地改善充电效率和恒流源精度,充电速度提高了4%~7%,恒流源精度高达2.5%。