基于大型语言模型的工具对电池研究的机遇与挑战

近期,ChatGPT和GPT-3等大型自然语言模型的出现在学术界引发巨大热议;此外,Nature出版集团指出可以使用ChatGPT辅助文章撰写,这表明人工智能特别是自然语言处理将在学术文献领域引起巨大改变。对于电池领域来说,目前这些工具在电池以及储能领域有什么作用,它们在电池领域存在哪些问题以及如何改进这些问题尚未有文章讨论。本文在文献自动化整理与模型试用的基础上归纳了电池领域开展信息自动整理归类的问题与挑战、面对大型语言模型电池领域特别是储能从业人员如何面对以及学习,强调由于一些术语未按照标准化书写导致电池领域获取高质量数据集存在较大阻碍,这些将限制着电池研究中引入大型语言模型技术的发展。     

物联网技术在电动汽车换电运营模式中的应用

阐述了电动汽车换电运营模式下利用物联网技术解决电池更换全程监视管理的方法;分析电池更换应用主要场景的业务流程及通信模式;提出具体场景下电池更换中物联网技术的应用及实现物联网技术应用的物理架构,为物联网技术在电动汽车产业中的应用提出了新的思路.     

电池更换站模糊综合风险评估系统设计

摘要： 针对电动汽车电池更换站中多因素难以进行定量评估等特点,提出了一种基于模糊层次综合分析法的模糊综合风险评估系统。通过对该系统的数学建模,给出了风险评估各评价因素的权重系数及计算过程。该系统兼顾了电池更换站风险评估各因素间存在的模糊性和层次性,并通过专家经验打分表明确各因素在系统中的表现,使系统风险评估更具客观性。算例分析表明,该系统可有效评估各因素风险程度和安全等级,为电动汽车电池更换站正常运营提供参考。     

光伏电池室内光能采集系统的研究进展与展望

随着5G时代的到来,届时将存在数量庞大的室内物联网设备。尽管大多数室内物联网设备是低功率产品,但它们通常是分布式的,且需要定期更换供电设备,这会导致成本增加和工作不便,而环境能量采集技术正好可以解决这一难题。环境中的光能是最值得被开发利用的能源之一,光伏电池室内光能采集系统正是通过采集周围光能并转换成电能,达到为室内低功耗物联网设备供电的目的。本文针对如何最大化地延长光伏电池室内光能采集系统为室内低功耗物联网设备供电的时间这一主要问题,从高效率采集室内光能、最大功率点跟踪和储能选择三个方面进行简要综述。首先通过对比分析室内光源下带隙值,串并联电阻的大小和电池种类对光伏电池弱光性能的影响,提出了一种高效率采集室内光能的方案;其次从工作原理、优缺点和技术特征等方面分析讨论各类最大功率点追踪技术,指出开路电压比例系数法可能最适合用于室内场景下光伏电池的最大功率点追踪;最后分析和讨论超级电容和可充电电池各自存在的优缺点,指出在光伏电池室内光能采集系统的储能选择方面,可充电电池与超级电容结合使用的储能模块可能是一个有前途的发展方向,为进一步推进室内光能采集系统的设计提供参考。     

空气动力燃料电池即将问世

最近英国研究人员正在研制一种新型空气燃料电池,这种电池比现有普通电池储电能力高出10倍,革命性的“STAIR”电池会为新一代电动汽车、笔记本电脑和手机提供长时间使用的可能。 新型电池使用传统的方式充电,但在充电和放电时电池里有一个敞开的网孔会吸入周围空气中的氧气。被吸入的氧气与电池内部多孔碳材部件产生反应,这样在电池放电过程中会产生更多的能量,能不断地给电池充电。     

不同模式下电动汽车充电负荷及充电设施需求数量计算

电动汽车充电设施技术路线的选择可从多种角度出发。基于现有充电设施特性和用户需求分析,对常规充电、快速充电、电池更换3种模式下的充电负荷进行了建模。应用蒙特卡罗仿真方法计算了3种模式下一定规模电动汽车在一日内的充电负荷曲线。根据一日中最大在线充电汽车数量得出快速充电设施的数量需求,根据换电站内充满电和正在充电电池数量的计算,得出换电站电池配置数量需求。计算结果表明,由于充电相对集中,一定规模电动汽车采用慢速充电时其电力需求最大。相比于慢速充电,快速充电和电池更换模式一定程度上提高了设施的利用率,但为了保证换电服务,换电站需配置足够数量的电池。     

大数据技术在大规模储能电池管理系统中的应用

传统电力系统正不断向智能化发展,大规模储能电池管理系统的应用,可以有效及时地分析储能单元和电池的工作情况提高工作效率,面对海量的数据分析压力,需要更先进的技术升级。对此本文分析了大数据技术下的电池管理系统。在明确当前电池储能管理系统的常规框架后,引入大数据技术,提出SOC数据预测办法构建数据集合,通过Hadoop数据管理架构,实现数据高速分析整理。事实证明,大数据技术可以有效应用于储能电池管理系统中,提高其智能化程度,实现数据模块的更快更换扩展。     

锂电池安全性多尺度研究策略:实验与模拟方法北大核心CSCD

作为新一代电化学储能体系,锂离子电池在消费电子产品、交通动力系统、电网储能等领域具有重要的应用价值。然而,在锂离子电池的商业化进程中,安全性事故时有发生,影响了锂离子电池的大规模应用。本文从电池安全性的三个研究尺度:材料、电芯、系统,综述了与之对应的重要研究方法,其中每个尺度均包括基于物理样品的实验方法和基于计算机数学模型的模拟方法。本文介绍了这些方法的基本原理,通过典型案例展示了这些方法在安全性研究中的适用场景和作用,并探讨了实验和模拟方法之间的联系,着重介绍了材料热分析、材料加热过程中结构分析、电芯加速度量热分析、电芯安全性数值模拟等方法。基于对多尺度研究策略的系统综述,认为安全性研究需要在各个尺度联合同步开展。最后,展望了下一代锂电池,如固态电池、锂金属电池等,可能面临的电池安全性问题。这些新体系的安全性研究仍处于早期,其材料和验证型电芯的安全性研究是当前阶段值得关注的重要课题。     

芬兰公司研制的超薄纸质电池受到关注

芬兰一家公司研制出既有利于环保且价格低廉的超薄纸质电池，被一些机构和媒体评为2006年最佳创新技术之一。这种纸质电池采用一面镀锌另一面镀二氧化锰的薄层纸片作为传导体，其厚度不到0．5mm，如有必要可将若干个电池叠加起来使用。这种电池避免了传统电池会产生的金属锂及碱性化合物泄漏问题，对环境无害。这种电池价格也十分便宜。     

过充循环老化电池产热特性

锂离子电池凭借其良好的性能,在新能源汽车的发展过程中备受青睐,但电池成组后因为电池的不一致性等原因会造成部分电池出现过充电现象,长期循环会影响电池的性能和寿命。本工作对某锂离子电池分别进行了4.3 V、4.4 V和4.5 V的过充循环试验,通过对新电池及过充循环后的电池进行开路电压温度系数测试、混合功率脉冲测试和等温量热测试获得了电池的熵热系数、等效直流内阻和产热功率及产热量,并利用Bernadi产热模型计算了电池的可逆热和不可逆热,综合分析过充循环对电池充放电产热特性的影响。结果表明,高的过充电压对电池性能影响更加明显,与新电池相比,4.3 V、4.4 V过充循环后的电池内阻增加并不明显,4.5 V过充循环后电池内阻最大增加了42.41%;过充循环后的电池熵热系数曲线波动更加明显且幅度随着循环电压的增大而增大;相比于放电,过充循环对电池的充电产热特性影响更明显;在电池产热的热源中,过充循环会先对可逆热产生影响,且随着过充电压的升高,可逆热占比呈现出增大的趋势。     

船用电池管理系统及SOC算法研究

依照中国船级社《纯电池动力船舶检验指南》(CCS GUIDANCE NOTES GD22-2019)要求,设计了一种船舶通用型电池管理系统.针对大容量电池系统电池荷电状态估算不准确问题,开发了一种扩展的卡尔曼滤波算法.经试验验证,所设计的电池管理系统能够满足船用要求;所采用的SOC算法能够较准确地估算出电池剩余电量.     

锂离子电池热效应模型的研究进展

锂离子电池充放电过程中会产生大量的热,若不及时散热会严重影响到电池的整体性能和寿命,严重时还会引发安全问题。文中阐述锂离子电池热效应模型的研究进展,认为在对锂离子单体进行数值模拟时,应从正极板、负极板和隔膜等简化的均匀发热体过渡到分层、细化、精确的模拟;加大对低温及特殊条件下锂离子电池热行为的探究;电池使用环境的精确仿真模拟将会成为人们今后努力的方向。     

一种大规模链式电池储能系统分层式并行均衡器

针对大规模链式电池储能系统，提出一种分层式并行均衡器。该均衡器采用两层主动均衡：第1层均衡可实现电池系统中所有单体电池同时进行能量均衡，均衡速度快且不受串联单体电池数目的影响；第2层均衡可实现来自不同电池组的多个电池单元的并行均衡充、放电，均衡速度快、效率高。该文对均衡器工作原理和均衡控制策略进行分析，为验证所提均衡方法的有效性，搭建由12个单体锂离子电池串联组成的电池系统实验平台进行均衡实验。理论和实验结果均表明，该均衡拓扑的均衡速度快、均衡效率高、模块化强、易扩展。     

磁场效应对锂离子电池性能的影响

随着电动汽车行业的迅速发展,锂离子电池的性能对电动汽车的续航里程至关重要.磁场是由运动电荷或电场的变化产生的,当外部磁场作用于物质时,物质内部被磁化,会产生许多微小的磁偶极子.为了深入分析磁场对锂离子电池性能的影响,提出了一种在磁场效应下对锂离子电池进行性能测试的实验方法,在此基础上,搭建了由锂离子电池、电池充放电测试...     

锂离子电池全寿命周期个性化退役与评价方法

锂离子电池(Lithium-ion batteries, LIBs)广泛应用于储能系统(Energy storage system, ESS)、电动汽车(Electric vehicles,EVs)等领域。然而,电池在运行过程中容量会逐渐下降直至退役。传统方法以80%健康状态(State of health, SOH)作为退役标准,未考虑电池实际衰退速率,不仅不能充分利用健康电池,而且难以有效保障非健康电池的安全性。同时,SOH相等但电池老化特性和衰退速度不一定相同。仅以SOH评价无法准确反映电池老化差异。为此,提出一种锂离子电池全寿命周期个性化退役标准和老化评价方法。以容量衰退梯度和SOH为特征,首次定义全新退役指标(Index of decommissioning,IoD),计算IoD在80%SOH下的分布,获取退役阈值,并以此阈值为标准定义电池退役时刻。提出一种全新的健康状态评价指标—电池容量跳水度(Terminal diving rate,TDR),评价电池在使用过程中出现的非线性老化现象。通过在MIT公开数据集上验证,所提方法计算简单、鲁棒性强,能够实现电池个性化退役,更有效...     

科技

1．利用废旧电池剩余电量充电的电池 生活中我们都会遇到废旧电池怎么处理的问题，其实里面还有剩余的电量，扔掉也可惜了。这款名为R—Battery可循环电池设计以一号电池作为形态载体，将废旧的五号或七号电池置于其中便可将其剩余电量转换收集利用，收集后本身可以作为一号电池正常使用。其实真正的能源再利用就是体现这方面，绝对不放弃那仅有的一丝丝电量。     

特约主编寄语

锂离子电池,又称为锂二次电池,是始于20世纪90年代日本索尼推出的采用钴酸锂正极、有机电解液和碳材料负极的可充电化学电源。此后,由于锂离子电池材料与技术的不断发展,它们的各项性能都得到了极大的提升,从而使它们的应用被寄予了更高的期望。锂离子电池作为储能和电动汽车电源方式得到应用和发展相对较晚,但因其比能量／比功率高、循环寿命长等特点被视为最具竞争力的新能源汽车电驱动技术之一,而且其市场规模也越来越大。在强大的社会发展需求和巨大的潜在市场推动下,锂电池新体系不断涌现,动力及储能电池技术正向安全可靠、高比能量、长寿命、低成本的方向发展。大力开展新型动力锂电池技术的研发,不仅符合国家节能减排、发展低碳清洁能源的政策要求,而且对保障我国的能源安全具有重要的战略意义。     

基于温度变化率曲线的锂离子电池健康状态评估算法

锂离子电池技术的日益成熟为新能源发电和电动汽车等产业发展提供了重要支撑作用。锂离子电池采用有机电解液,发生故障后极易触发电池材料的放热副反应,导致电池热失控,最终可能演化成燃烧爆炸等重大事故。电池健康状态(State of health,SOH)是锂离子电池储能系统故障诊断和安全预警的重要参数,精确估计SOH是提升电池系统安全性的有效方法。提出一种基于温度变化率(DT)曲线的锂离子电池健康状态评估算法,充分提取反映电池健康状态的锂离子电池表面温度信息,以电池充电过程中的DT曲线的极大值点和两极值间的电压差作为电池SOH估计的特征量,进而搭建了基于反向传播(Back propagation,BP)神经网络的SOH估计模型。结合试验数据和仿真,测试结果最终表明,所提出的方法可有效提升锂离子电池SOH的估计精度。     

锂离子电池成组及一致性管理研究现状与展望

归纳和总结锂离子电池和电池组模型、电池成组和电池一致性优化控制的研究方法和存在的问题。同时,对电池一致性管理研究趋势进行展望。提出应根据储能系统实际运行工况和电池成组方式,充分考虑电池连接方式、极柱引出位置、连接件阻抗等,优化电池组模型,提高模型精度。并根据模拟和实验结果,优化电池成组方式和控制策略,解决制约储能产业发展的电池组技术瓶颈。     

志存高远——清华同方锐锋K46A-05学生笔记本

以技术研发为主的清华同方（TONGFANG）虽然在产品的名气上并没有业内的一线品牌那么响亮，但是凭借着科技创新的理念也曾推出过如锋锐S30i那样可以将光驱模块更换为电池组件的优秀设计。