基于开路电压法与卡尔曼滤波法相结合的锂离子电池SOC估算

鉴于卡尔曼滤波法中电池荷电状态(state of charge,SOC)的初始值一般根据开路电压法确定,传统开路电压法是通过测量电池开路电压,由电池开路电压与电池荷电状态之间的关系曲线得到电池SOC,耗时较长.本文在此基础上提出一种新的办法,通过对电池放电曲线及恢复曲线分析,结合电池等效模型,拟合出开路电压的计算公式.用放电停止后的某时刻电压估计电池的开路电压.不但解决了SOC估算中开路电压法用时长的问题,而且提高了开路电压值的准确性,进而提高了SOC估算精度.再以戴维宁模型为基础,通过电池测试平台辨识电池模型参数,并验证其可靠性,采用扩展卡尔曼滤波算法实现了对电池荷电状态的估算,状态参数SOC估算初始值由改进后的开路电压法估算出的SOC值确定.结果表明该方法解决了初始值的偏差导致的估算初期误差较大问题,提高了整体的估算精度.     

用“准中性模型”计算硅背表面场太阳电池的特性

本文提出了硅背表面场太阳电池的“准中性”模型.用该模型计算了开路电压及温度系数,与实验符合较好.解释了BSF太阳能电池的开路电压、温度系数较少地依赖于基底电阻率以及开路电压随费米能级差的增加而增加等实验现象.     

用F检验分析MH/Ni电池SOC估算方法的可靠性

用F检验分析MH/Ni电池的开路电压与放电能力之间的关联程度,结果F>Fa,表明电池的开路电压与放电能力之间有密切关系.并通过对不同SOC的电池试验得出MH/Ni电池开路电压与放电能力之间的一般关系式.     

夹层式压电换能器开路电压影响因素

为探明压电换能器开路电压随各影响因素的变化规律,从而为提高压电路面能量收集效果提供理论依据,采用压电陶瓷晶片PZT-5H及聚氨酯基板制备了夹层式压电换能器。通过室内振动加载试验,研究压电换能器开路电压在不同荷载水平、荷载频率、压电陶瓷晶片并联数量下的变化规律。在此基础上,制备了小尺寸压电路面结构模型,并通过移动加载试验分析面层类型和面层温度对埋置在结构内部的压电换能器开路电压的影响。结果表明:开路电压与荷载水平和荷载频率正相关,但开路电压增长速度随荷载水平和荷载频率的提高逐渐变缓,荷载水平直接影响压电陶瓷晶片应力大小,当施加荷载为5kN,加载频率为4Hz时,压电换能器开路电压稳定在9.44V;开路电压随压电换能器中压电陶瓷晶片并联个数增加而减小,压电陶瓷晶片个数增加,单个压电陶瓷晶片承受荷载变小,当并联个数由1个增加到3个时,开路电压下降了26.6%;不同类型的沥青混合料力学性能不同,AC-13面层下开路电压较AC-10和OGFC-13大,AC-13面层与压电换能器匹配效果较好;温度不仅影响沥青混合料的结构性能还影响压电陶瓷晶片工作性能,温度升高,沥青混合料结构性能变差,压电陶瓷晶片工作性能降低,开路电压降低。     

太阳电池串联电阻与I-V曲线斜率的关系

太阳电池的串联电阻对其I-V曲线有显著的影响.串联电阻越大,I-V曲线在开路电压处偏离串联电阻为零的I-V曲线越大.偏离度可由开路电压处的斜率表示.开路电压处的I-V曲线斜率与串联电阻的相关关系可由I-V特性方程分析得到.     

双端固支梯形梁压电俘能器机电耦合模型与试验分析

针对环境中的低频振动能量,基于双端固支梁压电结构,建立了梯形梁压电俘能器的机电耦合振动模型,并通过试验对其进行了验证.结果显示,数学模型与试验结果相吻合.当梯形梁结构在1阶谐振（96.85 Hz）状态,且激励加速度2 m/s2时,结构单侧开路输出电压峰值可达44.43 V,最大输出功率为6.16 mW.另外,双端固支梯形梁结构与矩形梁结构的比较试验结果显示,双端固支梯形梁压电结构可以有效降低谐振频率,输出开路电压较矩形结构提高22.7%,输出最佳负载功率较矩形结构提高33.0%.      

磷酸铁锂电池充电后静置的电压预测方法

混合动力电动汽车在行驶过程中的动态充电后静置开路电压不稳定。特别是再生制动充电时开路电压的变化,而导致常用的开路电压法存在SOC估计误差大和混合动力电动汽车动力控制策略难以实施。以磷酸铁锂电池为对象,依据电化学理论分析了其充电后静置过程中正负极表面锂离子扩散对开路电压的影响机理以及开路电压随时间的变化关系。再通过充电后静置实验和参数辨识方法,建立了充电后磷酸铁锂电池静置开路电压预测模型。以此对其充电后静置的开路电压进行了预测实验。结果表明,在实验工况下,该模型的最大预测误差为0.017V。     

Pt｜YSZ｜Ag 固体燃料电池研究

研制出管式Ｐｔ｜ＹＳＺ｜Ａｇ单体电池,设计组装了电池性能测试系统,在３００～６５０℃范围内用甲烷做燃料气体测试了电池开路电压随温度及燃料气体流量的变化关系．发现电池开路电压随温度升高逐步增大,但增大速度在各温度段不同;电池开路电压随燃料气体流量的增加大致呈现出对数增加形式,燃料气体流量不大时开路电压增大速度很快,燃料气体流量变大后开路电压增大的速度越来越小,直至不变．     

接触压力对温差发电系统性能的影响

基于自行搭建的温差发电系统性能测试平台,以温度、开路电压、内阻、最大输出功率作为性能参数,研究接触压力对温差发电系统性能的影响规律.研究结果表明:在温差发电系统冷、热端温度均相同的情况下,接触压力增大,则系统开路电压和最大输出功率增大,但增大的幅度随压力的增大而逐渐减小;在温度一定的情况下,接触压力的大小对温差发电片内部的接触电阻影响不大;接触压力对温差发电系统冷、热端温度的瞬态响应特性影响不大,但对系统开路电压的瞬态响应特性影响很大,接触压力增大,则开路电压的瞬态响应速率加快.研究结果证明接触压力对温差发电系统的性能具有显著的影响.     

介体微生物燃料电池脱氨产电性能的研究

以三室微生物燃料电池(MFC)为研究对象,采用大肠杆菌(E.coli)作阳极催化剂,比较了在无外加中介体、以中性红(NR)做中介体、以新亚甲基蓝(NMB)做中介体3种情况下的脱氨氮产电性能。结果表明:添加中介体可以提高MFC的开路电压,缩短开路电压达到稳定的时间,以NMB做中介体MFC的开路电压更容易达到稳定值,而以NR做中介体MFC达到的稳定开路电压较前者高。添加中介体能缩短MFC的脱氨氮时间(脱氨氮效率达90%),以NMB做中介体的MFC脱氨氮所需时间更短。以NR做中介体MFC的输出电压更高,但随着时间的延长,以NMB做中介体MFC相比于前者输出电压衰减得慢,稳定性更好。     

用开路电压法测晶体硅太阳电池少子寿命的研究

根据太阳电池的工作原理,详细论述了用脉冲光源照射n/p结太阳电池瞬间时,由于光电压,即开路电压的建立,将有电子从n区通过n/p结向p区边界注入,这些注入p区的过剩电子(少子)在运动中复合所需的时间,我们定义为少子寿命.理论上给出了注入p区的电子复合带来的开路电压与寿命的关系式(Voc(t)),同时也研究了n/p结势垒电容放电对Voc(t)的影响.因此建议使用开路电压随时间的衰减关系式(Voc(t))测量少子寿命的方法.     

全固态染料敏化纳米二氧化钛/铜酞菁复合太阳能电池

利用铜酞菁空穴传输材料制备了全固态染料敏化纳米TiO2太阳能电池.研究了铜酞菁厚度对电池性能的影响,结构优化后,得到的性能参数,开路电压约为618 mV,短路电流约为0.24 mA/cm2(氙灯照射,光强约为80 mW/cm2),注入因子为54.5%,总光电转换效率为0.1%.对铜酞菁层进行碘掺杂后,电池的短路电流得到了提高,而开路电压有所下降.电池暗反应研究表明,电流的升高是由于碘掺杂导致载流子浓度增大,载流子输运能力增强,电压的下降则是由于碘的掺入削弱了电池的整流特性.     

用人工神经网络诊断电力电子电路主回路故障

提出了一种用前向神经网络(BP网络)来诊断新型无功发生器(ASVG)逆变器主回路元件开路故障的方法.把逆变器输出电压波形在一个周期内分为4个区,则可以发现单个元件开路的相应故障特征.这个特征表现在某一区域的电压值异常现象(为浮动状态),这可以用前向神经网络来进行识别.通过电力电子仿真软件(PSIM),得到了主回路单个元件开路时逆变器输出的电压波形样本,利用这些样本可以训练神经网络.研制了用神经网络诊断故障的软件,对测试样本的识别得到满意结果.     

浅析电源电动势与路端电压的关系

电动势是对电源而言，它就是电源把单位正电荷从负极经电源内部移到正极时，非静电力所做的功；电压是针对一般电路中的两个点而说的，即某段电路两端的电压，也就是电场力把单位正电荷从某点沿电路移到另一点时，所做的功。实际电路中：电源电动势约等于电路的开路电压；路端电压是指电源外电路两端的实际电压，其又有开路端电压（简称开路电压）和闭路端电压（简称端电压）之分。电压袁不能直接测量电源的电动势，而实际测量开路电压时，电压表的内阻不可能无穷大（未真正开路），所测结果存在一定误差。     

晶体硅太阳电池弱光下的开路电压

本文讨论了弱光下影响晶体硅太阳电池的开路电压的主要因素,得出要提高弱光下的开路电压应主阳电池的并联电阻电阻。     

材料带隙和阴极功函数对有机太阳能电池开路电压的分析

利用AMPS-1D软件研究了材料带隙和阴极功函数对异质结有机太阳电池的开路电压的影响。仿真实验结果表明:有机太阳电池的开路电压和材料带隙满足线性关系;活性层材料的带隙一定时,开路电压随阴极功函数的增大而减小,同时开路电压随温度的升高而减小,并呈现一次指数衰减的趋势;活性层内部载流子的复合率随阴极功函数的增大而增大,进而导致器件内部电场强度的减小。     

全海深深潜器所用动力锂离子电池电气特性

通过试验研究了全海深深潜器所用磷酸铁锂离子电池在常压、20℃,常压、3℃,以及高压100MPa、20℃环境下的电气特性,评价了最大放电深度、内阻、开路电压随温度和压力变化的情况.结果表明:在常压、3℃条件下锂离子电池最大放电深度的衰减较大,欧姆内阻与极化内阻的增幅较大,开路电压略有降低;与常压、20℃相比,在高压100MPa、20℃下,锂离子电池最大放电深度的衰减较大,欧姆内阻略有增加,而开路电压略有降低.     

热电模块最大输出功率的估值方法

一定温差下,热电模块(TEM)的最大输出功率可以通过开路电压和短路电流进行估算.但开路和短路之间存在开路到短路及短路到开路两种切换模式,必有两组开路电压和短路电流.相同温差下,两种切换模式估算出的TEM最大输出功率存在差异,且差值随TEM冷热端温差变化.文中对此现象进行了理论分析,指出造成此差值的主要原因在于两种切换模式下的电流不同,从而导致TEM产生的电动势不同,并提出了减小该差值的计算方法.经实验验证,该计算方法提高了TEM最大输出功率的估值准确度.     

底物对微生物燃料电池产电性能的影响

在自行构建的"H"型双室微生物燃料电池(MFC)中,以湖南省吉首市大田湾污水处理厂曝气池中的污泥为接种污泥,以可溶性淀粉和白糊精为底物,考察不同底物及其质量浓度对MFC获得稳定开路电压所需时间、启动时间、电动势、内阻及功率密度等性能的影响.实验结果显示,在同样的条件下,以白糊精为底物的MFC启动快、内阻小、功率密度较小,而以可溶性为底物的MFC启动慢、内阻大、功率密度大;底物质量浓度低于6g/L时,以可溶性淀粉为底物的MFC达到稳定开路电压的时间随质量浓度增大而增加,底物质量浓度低于8g/L时,以白糊精为底物的MFC达到稳定开路电压的时间随质量浓度增大而增加.由于底物抑制效应,质量浓度较高时,随着底物质量浓度的增加.MFC达到稳定开路电压所需的时间反而减少.     

n-β-FeSi_2/p-Si异质结太阳电池的模拟及优化

运用AMPS-1D软件对n-β-FeSi_2/p-Si结构的异质结太阳电池进行模拟,分别讨论了在其他参数不变的情况下,改变β-FeSi_2层的厚度、β-FeSi_2层的掺杂浓度以及改变太阳电池的工作温度对电池性能的影响。模拟结果表明:β-FeSi_2层厚度增加时,转换效率和短路电流有较大的提高;开路电压也略有提升;填充因子则随着厚度的增加呈下降趋势。β-FeSi_2层掺杂浓度增加时,转换效率和开路电压有较大的提高;短路电流略微有所减小;而填充因子则先增加后减小,最后趋于稳定。工作温度增加时,转换效率和填充因子减小,而短路电流和开路电压则增大。经过优化参数,该结构的太阳电池转换效率达到26.241%。