脉冲电流对AZ21镁电极电压滞后的影响

AZ21镁合金在硫酸镁溶液中会产生表面膜,导致严重的电压滞后问题.加载脉冲电流可以减少AZ21镁合金的滞后时间,缩短放电初期时的电压降,降低平衡电压,提高放电平稳性等,有利于AZ21镁合金在电池中的应用.本文利用恒电流法、多电流阶跃法、电化学阻抗、扫描电镜等多种方法对AZ21镁合金在2 mol·L-1的MgSO4溶液的电压滞后问题进行实验研究.结果表明,经50 mA脉冲电流1 s后,AZ21的电压滞后时间可从6.35 s (3.23 V)降至0.59 s (0.034 V).     

锂离子电池极化电压特性分析

以优化动力电池充放电控制策略为目标,主要采用实验方法开展了动力电池极化电压特性研究,分析了SOC、充放电倍率、充放电方式和环境温度等因素影响下极化电压的变化规律. 结果表明当10%<B_SOC<80%时,极化电压变化比较平缓,可接受高倍率充放电电流;充电倍率越高,极化电压稳定区域越小,在容量两端的极化现象越明显;不同温度下,极化电压对电池可用容量的影响也不一致,温度越低,极化电压对可充入电量影响越明显;在低温条件下,极化电压出现明显的累积现象,其中锰酸锂电池尤为严重.      

修正参数的安时法估算锂离子电池剩余电量

安时法是目前估算锂离子电池荷电状态(SOC)最常用的方法之一.由于安时法不能估计初始荷电状态(SOC0),且难于准确测量库仑效率和电池可用容量变化,会造成累计误差,影响SOC估算精度.考虑锂离子电池的可用容量会随环境温度、放电电流以及电池老化等性能影响,结合开路电压法和安时法,对比实验数据进行误差分析与校正,提出了一种提高SOC估算精度的修正参数方法.仿真结果表明,用修正参数的安时法估算电池剩余电量可以减少误差,提高精度.     

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.     

锂离子电池正极材料LiFePO4/C的制备与表征

采用溶胶-凝胶法合成了LiFePO₄/C复合材料,利用元素分析、X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）等方法对其进行了表征,将其组装成模拟电池测试了其电化学性能.结果表明：LiFePO₄/C具有单一的橄榄石型晶体结构,碳粒子平均颗粒大小在1μm左右.LiFePO₄/C复合材料在3.4 V处具有很好的充放电电压平台,与LiFePO₄相比,具有更高的放电比容量和更好的循环性能,在60 ℃时的首次放电容量达到133 mAh/g,经20次循环后的容量保持率为93.8%.     

动力氢镍电池循环寿命仿真方法研究

研究动力氢镍电池循环寿命仿真问题,针对目前动力系统仿真中电池模型不考虑循环寿命的缺陷,为提高电池循环性能仿真精度,提出了动态更新模型参数进行电池寿命仿真的方法。以Olivier-Louis电池模型为基础,提取出7 A.h氢镍电池的模型参数,并在Simulink平台上对模型进行了仿真验证。结果表明,该模型充放电电压的误差在5%以内;然后结合已有的高温循环寿命测试数据对电池循环放电性能进行了仿真,得到了放电电压误差不超过0.6%的结果;用另一种电池的常温测试数据进行充电仿真,充电电压误差小于4%。这些结果表明电池寿命仿真方法具有可行性,有望进一步应用于电池组的循环寿命仿真。     

电动汽车锂电池组的新型双向均衡法

由于电池制造工艺的制约导致生产出的电池间存在一定的离散性,多次充放电后不一致性更加严重,因此有必要对电动汽车电池组进行均衡.在分析了锂电池间不一致性的基础上建立了双向均衡结构,采用粒子滤波PF(Particle Filter)法估算电池初始剩余电量SOC(State Of Charge),提出了先让高SOC电池放电和先给低SOC电池充电的均衡法.该方法相比传统基于充电电压的均衡法能更精确的反映电池能量状态.实验结果表明,对于要求低能耗的系统采用先让高SOC电池放电均衡至±2%平均SOC界限范围;对于要求均衡结果一致性较高的系统采用先给低SOC电池充电均衡至±1%平均SOC界限范围.该均衡方法有效改善了电池组间的不一致性,对于提高电动汽车锂离子电池的使用寿命和续航里程具有实际意义.     

不同温度下磷酸铁锂电池的模型参数敏感性分析

为实现电池的高精度状态估计,对磷酸铁锂电池进行了4个不同温度下的基础性能实验,同时设计了一种变温工况下获得全荷电状态（SOC）范围的开路电压实验方法,为建立考虑温度因素的二阶RC电池模型以及参数敏感性分析提供数据支持。此外,利用不同温度下的混合功率脉冲测试数据,基于粒子群优化算法辨识得到了不同温度下准确的模型参数。最后,基于单次单因子法对已建立的电池模型中各个参数进行敏感性分析,分析结果对考虑温度的参数辨识和状态估计工作具有借鉴意义。     

锂离子动力电池荷电状态联合估计应用

为了进一步提高锂离子动力电池荷电状态(SOC)的估计精度问题,在分析了电池电压、温度、电流和放电电量对电池SOC值的影响后,提出了一种新颖的混沌萤火虫算法(chaos firefly algorithm,CAF)和小波神经网络(WNN)相结合的锂离子动力电池SOC联合估计方法,该方法首次利用于电池SOC值估计中,通过新颖的混沌萤火虫算法优化小波神经网络,加入动量项优化网络的权值和调整修正参数,提高了网络的学习效率和SOC估计精度。克服神经网络进化缓慢并且容易陷入局部最小的缺陷,通过仿真和电池实际工况下实验,结果表明与WNN算法相比,所提出的方法具有更高的预测精度,均方根误差小于2%,验证了这一算法的可行性和有效性。     

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.     

稀土Ce掺杂铝合金阳极的结构和电化学性能

通过向Al-5Zn-0．05In-0．1Sn铝舍金基体中添加不同量的稀土元素Ce，制得一系列含稀土Ce的合金。采用扫描电镜和能谱分析，研究稀土对铝合金阳极微观组织的影响，并进行将稀土铝舍金用作铝空气电池阳极的电化学性能测试。研究结果表明：当Ce的含量不大于0．5％时，细化枝晶的效果较好；添加稀土元素Ce，铝舍金阳极的自腐蚀电位负移，放电稳定性和放电电压提高；当以50mA／cm^2的电流密度恒流放电时，Ce含量为0．3％的舍金放电性能最好，放电电压为1．118V，放电时间达到13h；添加稀土元素Ce能改善铝舍金阳极的耐腐蚀性能。     

载人航天器一次电源系统稳定性建模研究

电源系统的稳定性是保证载人航天器在轨飞行可靠安全的要素之一。为研究其稳定性,研究了混合型功率调节技术一次电源的建模方法,获得了一次电源系统阳照区和阴影区工作时的开环电压传递函数和闭环输出阻抗函数,并根据真实参数进行了仿真。参照在轨实际数据,验证了所得模型的正确性,为进一步进行能源系统稳定性分析提供模型基础。     

电动车辆用Ni-MH电池工作原理及其应用特性研究

以 Ni- MH电池在电动车辆中的应用为目的 ,阐述 Ni- MH电池的基本结构、工作原理和应用特性 ,给出了电动车辆用大功率 Ni- MH电池的充放电特性曲线及其充放电电压、电流、电池温度等对其容量的影响结果。     

高功率Li/FeS2电池的研制

随着信息技术的快速发展,用电器对电池的需求也日益增长,尤其是对高能量高功率电池的需求,而普通碱性电池显然无法满足这种要求.本文作者在国内率先成功研制了采用改性FeS2作为正极材料的AA型高能量高功率Li/FeS2电池.天然FeS2经过研磨、焙烧和酸洗,可最终制得改性FeS2.讨论了天然及改性FeS2的化学成分、物理性质和结构特征,并分别测试了二者组装成锂电池的放电容量.研究结果发现:FeS2的纯度、颗粒大小是影响Li/FeS2电池电化学性能的重要因素.在此基础上,对比了AA型Li/FeS2电池与同型号碱性电池的放电性能.Li/FeS2电池的整个制备过程完全满足环保的要求.研究表明:Li/FeS2电池是一种绿色、高功率的新型能源,具有广泛的应用前景.     

高功率Li／FeS2电池的研制

随着信息技术的快速发展，用电器对电池的需求也日益增长，尤其是对高能量高功率电池的需求，而普通碱性电池显然无法满足这种要求。本文作者在国内率先成功研制了采用改性FeS2作为正极材料的AA型高能量高功率Li／FeS2电池。天然FeS2经过研磨、焙烧和酸洗，可最终制得改性FeS2。讨论了天然及改性FeS2的化学成分、物理性质和结构特征，并分别测试了二者组装成锂电池的放电容量。研究结果发现：FeS2的纯度、颗粒大小是影响Li／FeS2电池电化学性能的重要因素。在此基础上，对比了AA型Li／FeS2电池与同型号碱性电池的放电性能。Li／FeS2电池的整个制备过程完全满足环保的要求。研究表明：Li／FeS2电池是一种绿色、高功率的新型能源，具有广泛的应用前景。     

铋基扣式锂硫电池应力敏感性研究

锂离子电池在机械应力等作用下往往会产生一系列的安全事故。为此,研究了扣式锂离子电池在不同应力下的力学、热学、电化学特性。通过对其进行平面和局部压缩实验并采集实验过程中的实时温度和电压,研究了不同应力下电池的容量、库伦效率和循环寿命的变化情况;通过结合力-变形响应、电压和温度的关系分析了电池在不同应力下的电化学衰减。结果表明：两种压缩下的电池容量均有不同程度的降低,压缩越大,降低的程度也越大,对电池内部结构的损坏也越大;而且局部压缩会产生更显著的影响。相同压缩率下,局部压缩后电池的带载能力明显要弱;并且局部压缩下电池的初始放电比容量也更低。为研发电化学性能和安全性能兼备的锂离子电池提供了一定的参考。     

海洋探测机器人蓄电池状态监测系统设计与研究

针对海洋探测机器人锂离子蓄电池的安全性和可控性较差等问题,提出一种基于STM32单片机控制的充放电状态监测系统。对蓄电池状态监测系统的主控模块、单电池电压监测模块和均衡模块的硬件及相关电路进行了设计。系统采用主从式拓扑结构,通过硬件调试和优化,有效地减小了电路板的占空面积,提升了系统的散热性能。测试结果表明,电压、电流和温度等数据显示正确,单电池电压的最大检测偏差为0.96%,最大单电池电压超出电池组平均电压6 mV,均衡效果良好。     

基于红外热成像技术的锂离子电池热特性试验研究

为了深入研究锂离子电池在工作状态下的热特性,通过试验与理论分析手段,结合红外成像技术与非接触式可视化观测方法,研究了锂离子电池单体在不同放电倍率下的表面温度分布特征及不同荷电状态(State of charge,SOC)下的温度均衡性和不同测量点的温升特性。结果表明:锂离子电池极耳附近区域为主要的产热源,且放电倍率越高,产热量越大;电池温度上升越快,最高温度越高,电池温度均衡性越差; 1C放电时,电池表面的温度梯度以多个类半圆形温区呈现;并以正极区为圆心向整个电池扩展; 2C放电时,初期形成的两个半圆形温区重合为一个以圆弧为下边的类矩形温区,直至扩展到电池下边缘;不同放电倍率下,电池温升速率均呈现先减小后增大的趋势。根据以上分析及研究成果,可以合理改进电池单体结构,设计电池组或电池包散热方案,提高锂离子电池在工作过程中的高效性和安全性。     

基于MC9S12XS128和LTC6803-4的WSN节点光伏充电管理系统

针对太阳能的特点和锂电池的特性,设计基于MC9S12XS128和LTC6803-4的WSN节点光伏充电管理系统,设计锂电池组充放电、温度检测、电压采集和均衡控制等硬件电路,编写相应的底层软件,将电池电压、充放电电流、电池温度的采样值与实际值进行比较,验证采样值的准确性,同时分析均衡控制的效果.实验结果表明:设计的光伏充电管理系统运行安全、可靠,能为WSN节点提供稳定的能量来源.     

基于DSP的VRLA蓄电池在线监测系统设计

分析了VRLA蓄电池的工作原理及其在应用中存在的问题,针对消防电源蓄电池管理,提出了基于DSP新型的集电池充、放电于一体的拓扑结构,发展了蓄电池的在线监测系统。该系统具有自动充电,自动供电,在线单节电池电压、电池容量检测功能,实现了电池的自动充、放电功能与电池管理系统容为一体,从而构建了新型的、全方位的、具有远程监控功能的蓄电池在线监测系统。