超级电容储能系统抑制直流牵引网压波动的研究

超级电容储能装置通过双向DC/DC变换器为列车提供牵引或者吸收再生制动能量,本文就车载超级电容储能系统的结构及充放电控制策略进行了研究,给出超级电容储能系统充放电控制策略,通过对其控制策略的仿真分析,验证了超级电容储能系统可以有效地防止城市轨道交通供电系统中电力负荷波动和再生失效等问题.     

混合储能的太阳能LED路灯电源系统设计

针对普通铅酸蓄电池太阳能LED路灯储能系统使用寿命短的问题,提出了一种解决储能系统使用寿命短的新方法:利用磷酸铁锂电池进行储能、超级电容滞环电压比较法对蓄电池充放电过程进行控制.对磷酸铁锂电池太阳能LED路灯控制部分进行了仿真,结果表明:该方法能够在弱光及光强不稳定情况下将扰动信号能量储存在超级电容中,对蓄电池进行充电,有效提高了路灯系统的能量利用率及使用寿命.     

超级电容池及其2018年基础研究回眸

 介绍新型电化学储能器件“超级电容池”并回顾其2018年的基础研究进展。作为蓄电池和超级电容器的内在结合型电化学储能器件，超级电容池较好地结合了前者高储能密度和后者可快速充放电、长循环寿命的特性，可以在移动和固定储能应用中发挥更大作用。     

用于电梯驱动系统的超级电容弹性储能系统的研究

通过分析电梯驱动系统的能量流动特点,基于能量分析,将超级电容弹性储能用于电梯驱动系统,即利用超级电容快速充放电的特性平滑电容电压,减少因为电梯能量回馈造成的能量损耗和电网的频繁能量交换.通过EMR分析方法,在MATLAB中建立Simulink仿真模型,通过仿真对比,证明超级电容弹性储能系统在减少能量的频繁流动、降低对电网的影响等方面具有一定的改善作用.     

充放电效率的超级电容组容量配置

通过超级电容等效电路模型,分析了超级电容组不同充放电模式下的充放电效率。提出了超级电容组充放电效率的计算方法,在提供的总能量为80 kJ,放电功率为50 kW,放电因数为50％条件下,研究了超级电容组的容量配置。仿真获得了超级电容组的效率曲线以及超级电容组所需器件组数曲线。研究结果表明：无论是恒电流还是恒功率充放电,为获得高效率,超级电容组充电电流须限制在210 A以下,放电电流不得超过190 A;充电功率需限制在10．6 kW以下,放电功率不得超过9．5 kW;超级电容组在容量配置时考虑效率就会导致所需器件组数的增加。试验曲线与仿真曲线基本吻合,表明了仿真方法的正确性。     

科技博览

<正>首台储能式电力牵引轻轨车辆下线8月10日,全球首台采用超级电容储存电能为主动力能源的"储能式电力牵引轻轨车辆"原型车在湖南株洲下线。该型储能式电力牵引轻轨车辆利用乘客上下车的时间,在站台30秒内快速完成充电,一次充电能连续行驶2公里。车辆每次减速制停的能量,可转换成电被超级电容储存起来持续循环利用。储能式电力牵引轻轨交通系统,由储能式电力     

超级电容的技术现状和发展前景

国家发展和改革委员会、科学技术部在中国节能技术政策大纲中专门提及要求发展超级电容。超级电容器又叫双电层电容器，据文献资料它可以反复充放电数十万次以上，是目前储能中的顶级电容器。因此，超级电容器的使用，具有广泛的社会效益，受到越来越多的业内人士的重视。     

动力型超级电容电池容量测试标准与装置研究*

动力型超级电容电池的优点是充放电速度快,低温特性良好,可提供大电流充放电,无污染等,具有良好的市场前景。目前国内外还没有建立超级电容电池的测试标准,在一定程度上制约了电池产业的发展。总结了相关蓄电池常用的测试标准与规范,在此基础上提出了动力型超级电容电池容量测试和功率密度测试方法并设计了相应的充放电自动测试装置,为今后超级电容电池企业的发展提供重要的测试标准参考。     

超级电容器储能和充电效率随电流变化规律探讨

考虑到温度变化等因素的影响,对超级电容器等效电路模型进行了修改,用此模型研究了超级电容器的电容、储能、充电效率随电流强度的变化以及电流强度随充电时间的变化规律.结果表明:1电流强度随充电时间的变化为非线性关系,开始充电时电流强度增大较快,而充电时间较长时则变化较慢;2超级电容器的电容量、储存能量和充电效率均随充电电流强度的增大而非线性地变化,其中,电流较小时,储存能量随充电电流增大而缓慢减小,而效率则随电流增大而增大,当达到极大值后,储存能量和充电效率均较快减小;3研究超级电容器的储能和充电效率等随充电电流的变化规律时,应考虑到温度变化等因素的影响.用修改后的等效电路模型,其理论计算与实验结果较为一致.     

基于数据挖掘的风电变桨后备电源健康状态评价方法

风力发电机变桨系统广泛采用超级电容作为后备电源,其性能退化将直接影响到紧急安全顺桨.针对超级电容等效电路建模的合理精确性直接影响其健康状态评价的不足,利用风电变桨超级电容后备电源充放电过程中外特性参数数据,采用数据聚类挖掘手段,提出一种基于混合加权欧氏距离的超级电容SoH评价方法,快速有效地评价后备电源SoH的优劣.通过”充电—静置—放电—静置”全过程参数特性分析,验证了该方法的正确性.     

电动汽车复合电源控制策略及其实验研究

对电动汽车复合电源系统原理及其拓扑结构进行了分析和介绍;并依据实验室现有的电动汽车基本的性能指标对复合电源进行参数的匹配,制定了复合电源约束条件;在此基础上,设计了复合电源系统的基于逻辑门限值的控制策略。在Matlab/Simulink环境下对逻辑门限值控制策略进行仿真;并与单动力电池供能仿真做对比。仿真结果表明,在基于逻辑门限值控制策略下的复合电源系统中,超级电容的"削峰填谷"作用得到了有效发挥;且有效地减少了大电流充放电对动力电池的损害。最后在搭建的复合电源电动车试验平台对复合电源的控制策略进行了验证,验证了控制策略的可行性。     

Electrochemical performance of nickel oxide/KOH/active carbon super-capacitor

The fabrication and characterization of new type Nickel oxide/KOH/Active carbon super-capacitor have been described. Porous nickeloxide was prepared by hydrolysis of nickel acetate and heated in air at 300℃. The resulting nickel oxide behaved as an electrochemical capacitor electrode with a specific capacitance (50-70F/g) superior to most active carbon electrodes. This kind of nickel oxide maintained highutilization at high rate of discharge (i.e., high power density) and had excellent cycle life more than 1000 times, while the capacitance of the cell composed of two identical nickel oxide electrodes was poor at high discharge current density and the maximum operational voltage of this type capacitor was limited to 0.5V. A new type super-capacitorwas designed in which the nickel oxide and the active carbon were applied to the positive and negative electrodes respectively. The breakdown voltage of this type super-capacitor was improved effectively to 0.8V and excellent characteristic of high power discharge was attained in this way. The Nickel oxide/KOH/Active carbon super-capacitor has promising potentials in portable telecommunications, uninterruptable power supplies and battery load leveling applications.     

基于超级电容的B/KNO3激光点火数值模拟

为了研究B/KNO₃（硼/硝酸钾）药剂基于超级电容驱动的激光点火规律,建立了从超级电容驱动激光二极管到激光辐照加热药剂全过程的激光点火时域模型,分析了放电电压和超级电容容值及等效电阻对激光点火延时的影响,基本揭示了基于超级电容的B/KNO₃激光点火特性和规律.仿真结果表明,随超级电容放电电压、容值的增加及超级电容等效电阻的减小,激光输出功率与能量均显著增加,激光点火延迟时间缩短,点火能量显著下降.仿真结果可为基于超级电容的激光快速点火设计提供依据及技术支撑.     

一种低频压电俘能器准静态分析与能量收集试验

针对环境中的低频振动能量,基于低频悬臂梁压电结构,建立了压电俘能器的准静态振动模型,并通过数值仿真与试验对其进行了验证.结果显示,数学模型与数值仿真及试验结果相吻合.当该结构在一阶谐振（58.9 Hz）状态,且激励加速度10 m/s2时,结构开路输出电压可达86.3 V,最大输出功率为27.5 mW.另外,针对压电俘能器的能量存储问题,采用LTC3588-1芯片,设计了相应的能量采集电路,并进行了超级电容充电试验.结果显示,对0.22F 5 V超级电容充电6 000 s可达到3.6 V电压.      

Electrochemical characterization of MnO2 as the cathode material for a high voltage hybrid capacitor

Manganese dioxide (MnO₂) was prepared using the ultrasonic method. Its electrochemical performance was evaluated as the cathode material for a high voltage hybrid capacitor. And the specific capacitance of the MnO₂ electrode reached 240 F·g-1. The new hybrid capacitor was constructed, combining A1/Al₂O₃ as the anode and MnO₂ as the cathode with electrolyte for the aluminum electrolytic capacitor to solve the problem of low working voltage of a supercapacitor unit. The results showed that the hybrid capacitor had a high energy density and the ability of quick charging and discharging according to the electrochemical performance test. The capacitance was 84.4 μF, and the volume and mass energy densities were greatly improved compared to those of the traditional aluminum electrolytic capacitor of 47 μF. The analysis of electrochemical impedance spectroscopy (EIS) showed that the hybrid capacitor had good impedance characteristics.     

复合电源电动汽车动力系统建模与仿真

由于蓄电池的功率密度低、能量密度低,以蓄电池作为单一电源的纯电动汽车,动力性和续驶里程因此受到极大的限制.本文将超级电容引入到电动汽车的储能系统中,构建超级电容一蓄电池复合电源系统,利用超级电容高功率密度特性弥补蓄电池的不足.分析了在典型工况下的车辆需求功率对应的电流变化曲线,并根据储能系统的状态划分为单独驱动、共同驱动、预充电和再生制动共四种工作模式,在MATLAB/Simulink环境下建立了纯电动汽车动力系统的仿真模型,包括蓄电池模块、超级电容模块、功率分配模块和驱动模块,根据市区循环工况进行了仿真测试,结果表明采用超级电容一蓄电池储能系统能发挥其高能量密度和高功率密度特性,从而提高车辆的动力性能,使能量利用率提高了近17％.     

一种新型充电模式超级电容的探讨

采用恒流转恒压充电模式,设计了一款充电装置,并对实际超级电容样品进行充电实验、测试以及深入研究,结果显示该种充电模式充电效率高,充电效果好。     

基于超级电容的交直交牵引供电系统及控制策略

针对传统电气化铁路中无功、谐波、负序等电能质量问题和电分相问题,并考虑牵引负荷的冲击性,提出一种由多端口交直交(AC/DC/AC)变流器、牵引变压器及超级电容储能构成的牵引供电系统及控制策略.牵引变压器的二次侧分别通过两个整流端口与变流器中的单相整流器相连,将整流器的直流母线并联引出,变流器的逆变端口连接在牵引网上;超...     

基于光伏电池与超级电容组建直流电源装置

光伏电池与超级电容的利用技术具有结构简单、配置灵活、循环寿命长、高温性能好、对环境无污染等特点。本文主要介绍了光伏电池与超级电容的结构、原理与发展现状,设计一种利用光伏电池与超级电容实现电能的储存与输出的装置,利用该装置可替代3V直流电源输出。