空间用高效激光电池研究

激光电池在空间无线能量传输领域有很大的应用前景,适合在空间无线传输中,作为能量接收器或信号接收器使用。根据空间应用场景,研制了针对808 nm波段激光的纵向串联2结薄膜激光电池。单体激光电池开路电压达到2.29 V,光电转换效率最高可达52%,电池面密度为0.03 g/cm²。为进一步提升技术成熟度,满足空间实际应用,设计了内级联结构的下一代高效激光电池。该激光电池采用半导体异质集成工艺的金属图形键合技术,为横向纵向混合串联8结结构,预计单体激光电池开路电压超过8 V,光电转换效率突破55%。     

一种简单的光伏电池模拟器

基于光伏电池的输出特性,提出了一种模拟光伏电池输出特性的光伏电池模拟器简单实现电路。该电路由1个恒定电流源和n个串联二极管并联组成,其原理是利用不同组合的二极管P-N结的非线性特性。通过调节电流源的电流和二极管的个数,实现不同光照和温度下光伏电池输出特性的模拟。计算机仿真和电路实验结果验证了所设计光伏电池模拟器的有效性。     

煤矿电机车用VRLA电池的设计

为提高煤矿电机车用阀控式铅酸(VRLA)电池循环使用寿命,阐述了板栅结构优化、调整铅膏添加剂、极板高温固化、极组紧装配、电解液灌注和阶段充电法的设计与生产工艺。实车运行的结果表明:制造的D385KT(C5)电池的循环使用寿命比普通VRLA电池提高两倍以上。     

Bézier函数协同改进松鼠搜索算法共同优化的光伏电池参数辨识

为解决智能搜索算法对于太阳电池参数辨识的精度低,收敛慢和实验数据获取困难的问题,提出了一种采用二阶Bézier曲线和改进松鼠搜索算法的太阳电池参数辨识方法.首先,在经过最大功率点并且和开路电压点和短路电流点连线平行的直线上寻找最佳Bézier控制点,然后根据控制点位置和电池填充因子之间的拟合规律,实现无需实验即可对伏安特性曲线进行简单精准建模的目的,在准确描述HIT电池的输出特性的同时,有效降低测量噪声对参数辨识的影响;其次,通过引入Sobol序列,反向学习和混沌理论对标准松鼠算法进行改进,在初始化过程中加入类随机采样中的Sobol序列,并采取反向学习策略,增强种群的多样性和搜索空间覆盖率,并融合tent混沌映射对最优解进行扰动,增强算法跳出局部最优的能力.将改进后的松鼠优化算法用于异质结太阳电池参数辨识中,并与其他智能优化算法进行对比,结果显示改进算法的均方根误差分别为0.028 25、0.017 458、0.023 61,具有最高的精度,证明了该算法在异质结太阳电池参数辨识中的有效性和准确性,为太阳电池参数辨识提供了一种可靠且准确的新方法.     

一种低压燃料电池用逆变器的设计

研制了一种适用于低电压大电流输入的具有高频链燃料电池逆变器,详细介绍了这种逆变器的电路拓扑结构、控制策略和实现方法。该逆变器由前级Boost型推挽变换器和后级DC/AC逆变桥构成,为有效地提高逆变器的效率,在实际中采取了多种措施。研制了一台12V/50Hz/1kW的样机,通过工业现场中实际运行,表明该逆变器电气性能优良,为该逆变器在低压大电流工况下的应用提供了一种理想解决方案。     

一种光伏电池最大功率跟踪算法

光伏电池的输出特性呈现非线性,为了确保光伏阵列的输出功率始终在最大功率点上,需要采用适当的控制算法来实现最大功率跟踪。采用固定电压法与变步长电导增量法相结合的方法来实现最大功率跟踪。该方法解决了固定电压法在外界环境剧烈变化时不能工作在最大功率点上,以及电导增量法的动态跟踪速度和稳态输出稳定性不能协调的问题。理论分析证明了该算法的有效性及实用性。     

一种光伏逆变器用多路输出开关电源设计

设计了一种以UC3842为控制芯片的单端反激式光伏逆变器用多路开关电源,该电源具有9路直流输出,通过调节控制芯片输出脉冲的占空比以适应直流输入在较大范围内的变化,为光伏并网逆变器的开关器件驱动及控制电路提供稳定的直流电压.介绍并改进了电流型控制芯片UC3842的工作原理、外围电路和高频变压器的设计以及所采用的共模滤波电...     

一种求解光伏电池5参数模型的方法

提出了一种求解光伏电池5参数模型的方法。依据在I-V特性方程的短路点、开路点和最大功率点得到的4个表征5参数之间关系的方程,分析了二极管理想因子（a）对光伏电池输出特性的影响;然后根据标准工况下厂家提供的数据,构造第5个方程求得工况下5参数的解。基于得到的结果求解任意光照和温度下光伏电池参数,进而采用Lambert W函数的显式I-V方程得到光伏电池输出电流和电压。最后,通过与Shell S65和TDB125×125-72-P光伏电池I-V特性和最大功率实测数据比对,验证了所提出方法的正确性。     

一种光伏电池动态模型的参数提取方法

文中研究了光伏电池的动态特性、动态模型及其参数提取问题。提出了光照下光伏电池输出阻抗频率特性的隔离电容测试法,分析了光照情况下的小信号频率特征。建立了光伏电池动态模型以及小信号阻抗模型。基于光伏电池的实验测试数据,提出了一种结合阻抗频率特性、光伏数学解析模型和非线性拟合迭代算法的动态模型参数提取方法。该方法通过先提取固定的、耦合性较低的参数,再提取耦合性强的、随环境变化的参数,极大降低参数提取的难度。通过对比模型仿真与实验结果,验证了参数提取方法的正确性、有效性。     

一种光伏电池最大输出功率的预测方法

光伏电池输出功率受温度和光强影响,且影响程度具有非线性特征。采用建立二维表的方式来预测光伏电池最大输出功率。该方法将预测功率转化为预测温度和光强,并根据温度和光强预测结果查表得到光伏电池最大输出功率。算例表明,文中所提出的方法能够较为准确地预测光伏电池最大输出功率。     

数据中心用高温高功率UPS电池的设计及应用研究

围绕现代绿色数据中心对UPS电池的要求,提出了一种新型耐高温高功率型UPS电池的设计思路,重点研究了合金组分、板栅结构、铅膏配方对UPS电池高温、高功率性能的影响,并对其应用前景和节能环保优势进行了分析。     

一种新型光伏逆变器的设计

设计了一种新型光伏逆变器,包括交错反激变换器和直流-交流逆变两部分,能够较好地实现太阳能的利用和转换。介绍了这一新型光伏逆变器的硬件电路及其原理,给出了这一新型光伏逆变器的控制方案和程序,并进行了仿真验证。这一新型光伏逆变器具有结构简单、安全稳定、电气性能良好、成本低等优点。     

一种光伏发电用35kV组合式变压器的设计

结合一例光伏发电站用就地升压变压器的设计,研发了一种光伏发电用35 k V组合式变压器。给出了产品的外形结构、本体结构的选取和主要元器件的参数,并分析了在电磁计算、器身设计和低压柜设计时的设计要点。对产品的计算值与试验数据进行了对比,结果表明:采用轴向双分裂结构的组合式变压器其空载损耗、负载损耗、穿越阻抗均在偏差范围内,满足工程设计的需要。     

基于一种数学算法的光伏电池MPPT控制方法

当外部环境和负载发生变化,光伏电池输出功率也随之变化,为了提高系统的光电转换效率及跟踪响应速度,提出了一种改进的基于数学方法的最大功率点跟踪方式———基于拉格朗日中值定理的变步长电导增量法。该方案通过判断曲线一点的导数与限定因子的大小,选择不同方式来改变占空比,从而达到提高系统的快速性与稳定性的目的。并在Matlab仿真环境下利用SimPowerSystem模块建立仿真模型。仿真结果表明,在系统发生突变的情况下,该算法能准确快速跟踪在MPPT处,证实了算法的实用性及可靠性。     

一种新颖的光伏电池最大功率点跟踪方法

针对扰动观察法跟踪光伏电池最大功率点时,存在跟踪速度较慢和功率振荡等问题,在此提出一种新颖的最大功率点跟踪(MPPT)方法。对外界环境进行实时判断,若判断外界环境变化较大,以较短定时时间间隔连续进行变步长跟踪搜索,确保快速达到最大功率点;若判断外界环境变化较小,维持较长定时时间的最优定占空比控制,有效避免了持续扰动引起的功率损失。搭建了以TMS320LF2407A DSP为核心的硬件平台,通过仿真和实验验证了该方法的正确性和有效性。     

光伏电池模拟器的设计与研究

光伏电池现在已经越来越多的应用在各个领域,对光伏电池的研究也越来越深入,但由于天气等方面因素,而不能随时利用光伏电池进行研究,因此设计太阳电池模拟器是十分必要的。根据太阳电池单体的数学模型,设计了电池单体的I-V特性曲线生成电路,实验结果表明该电路输出的I-V特性曲线能很好地满足模拟太阳电池单体的特性。为了维持直流母线的电压稳定,还设计了稳压调节器,并对太阳电池模拟器进行单支路和阵列实验来测试其直流母线特性。     

光伏电系统用胶体电池的开发

简述了太阳能光伏电系统用蓄电池的基本要求,比较了胶体电池和AGM电池的性能.胶体电池的内阻较大,更适合小电流放电;其小电流放电的低温性能良好,深放电循环寿命达420次,过放电后的电池容量达额定容量的90%以上.     

一种适于光伏电池发电的高增益DC-DC变换器

针对光伏电池微型电源低输入高输出的特点,基于传统的交错并联Boost变换器,提出一种新型高增益DC-DC变换器。该变换器在开关周期内既可提高升压比,也可降低开关功率器件的电压应力,同时减少输入电流纹波,有利于开关器件的选择,降低电路的损耗。详细分析了所提电路的工作原理,建立了变换器的数学模型进行了稳态分析,最后通过Simulink仿真验证理论分析的正确性和可行性。     

一种电池结构优化设计研究

电池产品在设计阶段非常重视结构的力学性能以及质量指标.利用ANSYS Workbench软件对一种热电池结构进行力学性能仿真评估,对出现的应力集中问题进行有限元分析与验证,找出设计薄弱环节,然后对结构进行了优化.采用ANSYS Workbench软件对其进行优化分析,给出结构设计的优化参数,提出了电池结构优化设计中应注意的问题.