纯电动汽车复合电源的仿真与实验

为提高纯电动汽车的行驶里程、延长蓄电池的使用寿命,研究了由蓄电池、超级电容组成的复合电源,分别制定了复合电源的逻辑门限控制和模糊控制策略。利用软件搭建了仿真模型,对所制定的两种控制策略进行了仿真分析,得到了复合电源中蓄电池SOC、蓄电池电流和超级电容电流特性曲线。为验证复合电源控制策略的可行性和有效性,搭建了实验平台,对纯电动汽车的驱动与制动过程进行实验分析。仿真和实验结果表明,复合电源及其控制策略能显著降低蓄电池充、放电电流,回收制动能量,提高纯电动汽车的动力性能。     

纯电动汽车复合电源控制策略研究

针对蓄电池单独作为汽车电源不能满足纯电动汽车短时间功率的需求问题,可采用超级电容与双向DC/DC串联再与蓄电池并联的复合电源来满足汽车功率的需求。利用模糊控制工具箱设计对于复合电源功率分配的模糊控制器,搭建整车复合电源控制策略模块,应用Cruise软件快速完成整车模型的搭建,将控制策略添加到整车模型中。仿真结果表明,纯电动汽车复合电源控制策略能够有效地分配蓄电池和超级电容的功率,从而使超级电容充分发挥"削峰填谷"的作用。     

纯电动汽车复合电源再生制动控制策略研究

针对纯电动汽车动力性能差和续驶里程短的问题,对复合电源和再生制动系统进行了研究,提出了纯电动汽车复合电源再生制动方法。基于以往复合电源模型,考虑到车辆速度和所需的制动力对复合电源系统的影响,建立了新型复合电源再生制动模型,并应用模糊逻辑控制策略对复合电源再生制动系统进行调控。实验结果表明,蓄电池的剩余容量(State of Charge,SOC)提升15.8%,再生制动效率提升37.4%,整个系统的效率提升16.9%,采用此控制策略的复合电源再生制动系统可以提高纯电动汽车的动力性能和续驶里程。     

PbO_2+WO_3·H_2O复合电极材料在混合超级电容器中的赝电容性能研究

为提高混合超级电容器正极Pb O2的赝电容性能,采用温和水相沉淀法制备了纳米WO3·H2O粒子,通过复合共沉积法将WO3·H2O嵌入Pb O2镀层中,制备了Pb O2+WO3·H2O复合电极材料。采用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)等分析方法对复合电极材料的组成、结构和形貌进行了表征。通过循环伏安扫描(CV)和充放电等电化学测试,对复合电极材料在超级电容器中的赝电容性能进行了研究。结果表明,该复合电极材料由β-Pb O2和WO3·H2O组成;随着WO3·H2O含量的增加,复合材料的比表面积和孔隙率随之增加;其比电容值可达到320 F·g-1,表现出了良好的赝电容性能。     

微型电力物联网终端能源管理系统专利技术应用与研究

能源管理问题是电力物联网应用需要考虑的重要方面,组建技术创新联盟更有利于形成具备专利壁垒的能源管理方案。本文提出的微型电力物联网终端设计采用了自有专利技术的电源管理系统,基于太阳能采集,采用MPPT最大功率跟踪功能,提高能源的利用效率;采用超级电容进行能量存储,有效提高了终端的能量存储能力;具有两个DC-DC转换单元,提供两种电源输出,显著提高了系统的适用性,可以更好地服务于智能制造、柔性制造。     

电厂/变电站分段组合式直流电源系统设计

在电厂/变电站直流系统中,蓄电池组故障不仅会导致继电保护装置误动作,还会引发各类电气事故。为提高直流系统的供电可靠性,本文采用蓄电池组分段升压的方式,开展电厂直流系统(DC110 V和DC220 V)在线监测和稳压应急电源方案设计,以实现单组电池的多段组合式冗余供电,同时研制相关应急电源装置并进行了性能测试。测试结果表明,在不改变蓄电池组原有接线方式的情况下,该装置可以实现变电站直流系统母线在线监测,同时可以在蓄电池组中单节或部分电池出现故障时实现零切换时间冗余供电,有效提高了发电厂和变电站直流系统的供电可靠性。     

磷酸铁锂电池与铅酸蓄电池混合系统研究

利用磷酸铁锂电池与铅酸蓄电池不同的充放电特点,开发了基于磷酸铁锂电池与铅酸蓄电池并联的混合动力电源系统,并设计了新型充放电制度.充电时铅酸蓄电池优先充电,使其免于欠充电;放电时磷酸铁锂电池电优先放电,铅酸蓄电池后放电,使铅酸蓄电池处于浅循环.这种充放电制度可以明显延长混合系统中铅酸蓄电池使用寿命,并且混合动力电源系统同时具有磷酸铁锂电池倍率性能优、循环寿命长及铅酸蓄电池价格低廉等特点,在动力电池领域有巨大的应用前景.     

蓄电池组退出运行的方法研究

蓄电池是变电站、发电厂直流系统中非常关键的组成部分,蓄电池在发生紧急断电的情况下为断路器、继电保护装置提供后备电源。为延长蓄电池的寿命,需定期对其进行充放电实验,在实验中如何判断退出蓄电池组是关键操作步骤,误操作可能会导致电网大面积停电。本文在对传统判断方法进行分析的基础上提出了直流卡钳表判断法,经过现场试验取得了良好效果。     

有机电解质的黏性系数对超级电容充电特性的影响

黏性系数是量度流体黏滞性大小的物理量,它是与流体传输现象相关的最重要的物理性质之一.在超级电容充电过程中,电解质黏性系数对充电性能存在一定的影响,目前大部分理论计算将其忽略,而Archer的动态密度泛函理论对其进行了很好的考虑.该文采用Archer的动态密度泛函理论,对超级电容两种常见有机电解质(四乙基六氟磷酸铵/碳酸丙烯酯和四氟硼酸锂/乙腈)的充电特性进行研究.通过模拟运算得到超级电容在充电过程中电极表面的电荷密度随时间的动态演化及电极附近的离子密度分布和电容内的静电势分布情况.并与含时密度泛函理论描述的结果进行对比,发现超级电容电解质黏性系数较小时,在充电过程中电极表面的电荷密度随时间存在弱阻尼振荡现象,从而证明有机电解质黏性系数对超级电容充电特性的影响.     

矿井安全监控备用电源系统发展现状及趋势

从组成备用电源系统的蓄电池和电源管理系统入手,分析矿井安全监控备用电源系统的现状,并在结合矿井特殊的应用环境的基础上,对影响备用电池失效的关键机理因素进行分析,指出矿井安全监控备用电源系统研究的发展趋势,即优化电池选型,优化充电技术,监控智能化及自适应,网络组建,集成化、高密度化及高频化,备用时间延长等,为进一步研究提供新的思路。     

一例开关电源电池管理功能失效故障分析

目前,通信开关电源监控单元对蓄电池的充放电管理功能已经比较完善,但前提是蓄电池的连接关系、参数设置要满足监控单元对蓄电池自动管理的要求,需充分了解监控单元控制电池充、放电过程的原理。基于此,本文通过对一例因蓄电池与开关电源的连接关系问题导致监控单元电池管理功能紊乱的案例进行分析,强调电池电缆正确接入电源系统的重要性。     

NiCoP/石墨烯复合材料的构筑及其电容特性

采用简单的水热-磷化热解法合成高性能的NiCoP/石墨烯(GS)复合电极材料.采用X射线衍射、拉曼光谱和透射电镜对材料的结构进行表征.利用循环伏安(CV)和恒流充放电(GCD)对材料的电容性能进行测试.结果表明,粒径为10～20 nm的NiCoP纳米粒子均匀地负载在石墨烯上.当其作为电极材料应用于超级电容器中时,展示出良好的电化学性能,在1 A/g时,其比电容为896 F/g.5 000次循环后,其比电容保持率为87.9%.     

有源电力滤波器直流侧电容电压的稳定控制

电压源型有源电力滤波器直流侧电容电压的稳定程度对补偿性能有直接的影响．研究了有源电力滤波器、电源、非线性负载三者之间的能量交换机理，分析了变流器直流侧电容电压的稳定问题，并提出了用PI控制器维持直流侧电容电压稳定的方法．仿真结果验证了该方法的可行性．     

220kV智能变电站直流电源系统配置方案

直流电源系统是站用电源系统的重要组成部分,是变电站安全稳定运行的基础。基于此,针对现有直流电源系统中串联蓄电池组存在的问题,提出了在220k V智能变电站中应用一种更为可靠的并联智能直流电源系统,并对其技术原理与配置选择进行详细的说明。     

磷钨酸电极材料的超级电容器性能研究

多金属氧酸盐由于具有快速可逆的多电子氧化还原反应特点,已成为备受瞩目的新一代超级电容器电极材料.但多金属氧酸盐易溶于水以及众多溶剂的缺点导致其循环稳定性能差、电容值偏低,制约了该电极材料的实际应用.将典型的多金属氧酸盐——磷钨酸盐通过四丁基溴化铵进行处理后,得到不溶于水的磷钨酸盐四丁基溴化铵电荷转移配合物.在三电极系统中测试其超级电容器性能,在5 A·g~(-1)电流密度下的电容值是64.1 F·g~(-1),在电流密度为15 A·g~(-1)时循环充电/放电15000次以后的电容保持率高达97%.磷钨酸盐四丁基溴化铵电荷转移配合物的循环稳定性能优于多数赝电容器电极材料,为磷钨酸盐在超级电容器电极材料方面的应用提供了一定的基础.     

有限元在电容层析中的应用研究

讨论了有限元在电容层析成像中的应用原理和结果,介绍了一套基于１２电极电容传感器进行图象重建的电容层析成像的仿真仿真软件包,该软件包是利用可视化编程语言ＰＶ－ＷＡＶＥ有ＳＧＩ图形工作站上开发的。利用该软件包可以深入分析电容敏感场和流体模型数据的变化,从而为改进图象重建算法和设计最佳电容传感器几何参数提供了有力依据,最后对电容层析成像的特性进行了研究。     

电容式MEMS传感器的PSPICE仿真模型研究

从电容的精确电学模型出发,根据MEMS电容的特点,建立了MEMS电容的PSPICE模型,对电容式MEMS传感器的机电耦合过程进行了分析,提出了建立其PSPICE仿真模型的一般方法,并以电容式微加速度计为例,介绍其PSPICE仿真模型建立的详细过程,并利用该仿真模型,对其闭环检测电路进行了PSPICE仿真,仿真结果表明该PSPICE模型能够精确模拟MEMS传感器的机电耦合行为。     

基于相关性分析的个性化实验项目自动生成系统

针对开关电源实验项目单一,教学效果不佳等问题,提出了一种基于相关性分析的电源个性化实验项目自动生成方法依据电源管理复杂工程问题的特征点,在充分研究电源管理实验套件（PMLK）中每个实验的基础上,挖掘出电源中各因素之间的相互约束关系;使用仿真数据构建了电源管理中各因素之间的相关性系数表;运用贝叶斯网络,依据前期作品可观察数据进行认知诊断,找出知识或能力的弱项;最后,基于相关性系数表使用Java语言开发了一个电力电子电源实验项目自动生成系统,以“负载电流对效率的影响分析及优化设计”为例,结合题目设计电源并实验测试,通过分析实验结果验证了项目的适用性     

基于单周控制的三相三线制有源电力滤波器

设计了一种单周控制的三相三线制有源电力滤波器,该滤波器工作时无需检测三相负载电流和三相输入电压,无需进行繁琐的参考电流、无功电流和谐波电流计算;只需检测两相电源电流和直流侧电容电压,通过简单计算就可直接求出每个开关周期内各开关的占空比.给出了该滤波器的控制方程,并对其进行了仿真研究,仿真结果表明新设计的滤波器能有效补偿谐波和无功电流,抑制负载不对称。     

过渡金属氮化物在超级电容器中的应用

为了适应未来社会和环境,发展高效的储能装置成为人们非常迫切的需求。电容器能快速充放电,是很多电子元件的重要组成部分,包括从微处理器到大规模的电源。但是与电池相比,它的储存容量相对较低。为了提高能量密度,纳米材料被广泛应用于电化学超级电容器。近年来,过渡金属氮化物因具有高熔点、高硬度、高热导性、优良的导电性、好的化学稳定性、耐腐蚀和类铂的催化性能等优异的特性成为人们关注的焦点。本文综述了近几年过渡金属氮化物用于超级电容器电极材料的研究进展,着重介绍了应用较多的氮化钛和氮化钒材料,以及它们与其他材料的复合物等,最后对过渡金属氮化物电极材料的发展趋势进行了展望。