超级电容器的储能机理与关键材料研究进展

超级电容器作为一种新型的储能元件,具有高功率密度和高循环寿命等优点,在许多领域特别是混合电动汽车方面具有广阔的应用前景.电板材料和电解液是决定超级电容器性能的根本因素,本文对超级电容器储能机理,以及起级电容器关键材料研究进展进行了综述.     

超级电容器过渡金属氧化物电极材料研究进展

与传统电容器相比,超级电容器具有循环性能优异、大倍率充放电特性好、能快速充放电和环境友好等优点,目前在众多领域中都受到了研究者的关注.超级电容器电极材料主要包括3大类,即碳基电极材料、过渡金属氧化物电极材料及导电聚合物电极材料.鉴于超级电容器具有广阔的应用前景,综述了超级电容器过渡金属氧化物电极材料的研究现状,并对其今后可能的发展方向进行探讨.     

超级电容器电极材料的最新研究进展

电极材料是决定电容器性能的重要因素,高性能电极材料的开发是超级电容器研发的重点. 单一电极材料在能量密度、功率密度、工作电压、价格等方面均有一定缺陷,已经满足不了高性能超级电容器发展的需要. 复合或混合型电极材料可以显著提高超级电容器的综合性能,已经成为超级电容器电极材料发展的主要趋势.     

基于Pspice的超级电容器宏模型建立及仿真分析

超级电容器宏模型的建立为其应用设计开发提供了便捷有效的计算机辅助研究手段,对节约项目研发成本和缩短研发周期有着重要意义.笔者采用Pspice电子电路仿真软件,以超级电容器的元件标称参数及其电学等效模型为基本构架,提出一种效果显著且在技术上易于实现的超级电容器建模方法.实验结果表明,该模型具有良好的拟合度,恒流充电阶段时域仿真与实测结果偏差小于10％,能够充分模拟出超级电容器的等效性能和储能特性,可用于各种类型超级电容器的仿真研究,为超级电容器的实际应用提供可靠的数据支持.     

过渡金属材料的电化学储能性能研究

超级电容器是一种电化学能量储存设备,具有功率密度高、充放电速率快、寿命长等优点.依照反应机理,电化学电容可以区分为双电层电容和赝电容.赝电容超级电容器的能量密度高于双电层电容器.过渡金属氧化物和氢氧化物是一类重要的赝电容器电极材料.为了提高赝电容器的性能,大量的研究工作集中在设计具有特殊结构和尺寸的过渡金属氧化物和氢氧化物电极材料方面.作者综述了电极材料的设计、制备以及性能等方面的研究进展,总结了过渡金属的氧化物和氢氧化物在超级电容器方面的研究与应用.     

超级电容器用钒基纳米电极材料的研究进展

超级电容器因其优越的性能已成为近些年的研究热点.电极材料是决定超级电容器电化学性能的关键,研究者们对各种超级电容器电极材料进行了广泛的研究.钒元素具有可变价态,使得钒基化合物具有理论比容量高、电化学可逆性良好等优点,是一类极具潜力的超级电容器电极材料.为了提升钒基电极材料的电化学性能,研究者们将其制备为纳米结构,或进一步与其他材料复合制备纳米复合材料.归纳总结了近年来国内外对零维、一维、二维、三维钒基纳米材料作为超级电容器电极材料的研究进展,以期为超级电容器用钒基纳米电极材料的发展提供参考.     

超级电容器组在混合动力汽车上的应用技术研究

介绍超级电容器在混合动力汽车上的应用现状和面临的挑战,针对超级电容器的实际应用提出超级电容器组能量管理系统的设计构想,阐术其发展前景与研究趋势.     

超级电容器气胀现象的起因与控制

超级电容器气胀现象是影响超级电容器安全性的主要因素,会导致电容器性能及寿命的下降。针对超级电容器中可能出现气胀的环节做出了分析和介绍,并提出了相应解决办法。     

浅谈电容器在汽车上的应用

超级电容是一种新型电荷储能装置,其性能介于电池和普通电容之间。本文首先介绍了超级电容器的特点,又从三个方面谈了超级电容器在汽车动力系统上的应用(可用于汽车起动、制动,还可作为辅助能源)。超级电容器应用在汽车上既节约了能源又保护了环境,因此,它将成为汽车新能源技术的一个发展方向。     

电解液浓度对NiCo_2O_4超级电容器电极材料电化学性能的影响

探讨电解液浓度对NiCo_2O_4超级电容器电极材料电化学性能的影响.以泡沫镍为集流体,采用冷压压片法在10MPa压力下制备NiCo_2O_4超级电容器电极材料,通过CHI660E电化学工作站测试样品的循环伏安、恒流充放电和交流阻抗等电化学性能.研究结果表明:高浓度的KOH电解液有利于改善NiCo_2O_4超级电容器电极材料的电化学性能.     

平抑风电功率波动的双配置混合储能系统控制策略

风电功率具有波动性,不利于电力系统正常运行,因此构建了由两组超级电容器和两组蓄电池组成的双配置混合储能系统,用以平抑波动。两组超级电容器根据实时荷电状态交替补偿高频正、负功率波动,分别处于充、放电状态;当任意一组达到荷电状态上限约束值或下限约束值,则同时切换两组超级电容器的充放电状态,保证其处于不同的工作状态。两组蓄电池采用同样的控制策略,用于补偿低频正、负功率波动。最后,对某风电场历史数据进行仿真分析,结果表明,该方案可有效提高储能装置利用效率,降低其容量配置;并且大幅度降低了储能装置充放电切换次数,提高了循环使用寿命。     

超级电容器电极材料的研究进展

超级电容器是介于传统电容器和蓄电池之间的一种新型储能装置。简述了不同电极材料的超级电容器的工作原理,综述了近年来超级电容器电极材料的研究进展以及现状,并探讨了其发展方向和研究重点。     

基于dsPIC智能无功补偿装置的设计与实现

当前无功补偿装置将晶闸管开关、空气开关、控制单元和电容器等零散地分布在配电柜中。使用控制器控制多个电容器,若控制器出现故障,则整台装置将无法正常运行。为此,设计了一种基于dsPIC的智能无功补偿装置,给出装置硬件总体结构,以dsPIC6014A为主控制芯片对三相电压、电流进行采样,通过FFT法求出电力参数,依据无功功率对电容器的投切进行控制。给出dsPIC芯片原理,介绍了电网信息数据采集电路、过零点投切开关电路、晶闸管驱动电路和磁保持继电器驱动电路。给出装置的主程序流程图,将其和各硬件电路结合共同实现智能无功补偿装置的各个功能。实验结果表明,所设计的智能无功补偿装置补偿效果好,性能高。     

基于超级电容的有轨电车无线供电可行性

传统的超级电容有轨电车一般采用接触轨或第三轨的方式进行供电,这两种方法普遍存在电刷磨损、断轨产生电弧、摩擦发热量大等问题。为此,本文研究了一种针对超级电容有轨电车的无线电能传输装置。首先,通过对该装置的系统构成和电路拓扑结构的分析;其次,根据超级电容有轨电车功能、输出输入特性要求,采用仿真分析的方法获取了该装置的系统传输效率与空间磁场矢量;最后,通过试验验证了该装置的系统效率和传输最优距离。结果表明：本文提出的无线传能装置的系统效率达到80%左右,可用于超级电容有轨电车的实际供电,为超级电容有轨电车采用无线传能技术替代接触轨供电提供依据。     

矿井提升机驱动系统双PWM变频器的应用研究

通过分析传统矿井提升机驱动系统性能上的不足,结合煤矿生产实际,介绍了双PWM变频器在矿井提升机变频驱动系统升级改造中的应用。着重分析了其中PWM整流器在功率因数控制,电能回馈,谐波抑制等方面的优良性能,提出了双PWM变频器在矿井提升机驱动系统上应用的优越性,在样机的基础上进行了实验分析,并创新性地提出了超级电容在PWM整流器直流侧母线的储能滤波应用。     

混合型电容器研究进展

混合型电容器是一种介于超级电容器和二次电池之间的新型储能装置,是现代电子、交通等行业理想的动力电源.根据电极组合的不同,将混合型电容器分为以下三种类型,它们分别是双电层电容器电极与法拉第电容器电极的组合、传统二次电池电极与双电层电容器电极的组合以及电解电容器的阴极与超级电容器电极的组合.混合型电容器与传统超级电容器相比,在能量密度和工作电压上均得到了较大的提高.着重介绍几种性能优异的混合型电容器及其未来的发展趋势.     

Layered carbon-based pseudocapacitive materials for lithium/sodium-ion capacitor with high energy-power densities and long cycle life

Hybrid ion capacitors that combined high-power density of supercapacitor and high-energy density of battery are drawing attention to insufficient power densities of currently-used lithium-ion batteries(LIBs).Two kinds of layered carbon-based pseudocapacitive materials were used as both anode and cathode for lithium/sodium ion capacitors(LICs/NICs) with balanced energy/power properties.As-assembled NIC and LIC could deliver the energy densities of 125.7 Wh kg~(-1)and 119.6 Wh kg~(-1) at the power density of 7941.2 W kg~(-1) and 8823.5 W kg~(-1),respectively.The electrochemical properties of NICs were better than that of LICs when the current density was below 4 A g ~(-1) although the working voltage of LIC is higher than that of NICs,and the size of Na ~(-1) is larger than that of Li~+.Using an instantaneous potential technique,it is found that the increase of the capacity for anode material in low potential region will effectively enhance the electrochemical performance for the full device.     

电铁牵引变电站无功补偿及滤波微机监控系统(Ⅰ)--工作原理及硬件设计

在电气化铁道牵引变电站中 ,装设无功补偿电容器和谐波滤波器是提高功率因数、改善电能质量的重要手段。为保证电容器组和滤波器组的安全、有效、协调运行 ,我们研制了一种变电站无功补偿和滤波器微机监控装置 ,本文介绍该装置的工作原理及硬件设计方法     

基于ARM的直流系统接地故障检测应用程序设计

发电厂、变电站中的直流系统接地故障检测对于保证电力系统的安全运行十分重要。目前广泛使用的低频信号检测法容易受到直流系统支路中存在的对地分布电容的影响。文章提出了基于S3C44B0X的一套直流系统接地故障检测装置的设计方案,和目前常用的平衡电桥法或低频电流注入法相比,更适用于直流系统大电容接地和环网影响等问题,在此装置上实现了基于小波变换的检测方法,并重点阐述了应用程序的设计,为这一领域的应用研究提供了新的检测手段。     

由光伏直接供电的电动汽车无线充电系统控制策略

为提升光伏发电的就地消纳能力,弥补电动汽车有线充电存在的弊端,通过提出一种含电动汽车无线充电的直流微网拓扑结构,研究了由光伏直接向电动汽车供电的控制方法。该拓扑以光伏发电系统为基础,新增了以蓄电池、超级电容器组成的混合储能模块,光伏系统在为充电站自身负荷供电的同时,向电动汽车供电,对系统中各部分进行优化并提出相应控制策略。Simulink仿真与实验结果表明:混合储能模块可有效平抑光伏输出功率的波动;磁耦合谐振式无线电能传输方式可提高电动汽车充电效果;在保证电动汽车稳定充电的基础上促进了光伏消纳。验证了所提拓扑的可行性与控制策略的有效性。