浅谈赝电容电极材料的研究进展

赝电容是超级电容器的分支,是一种利用电极材料表面及近表面的可逆氧化还原反应来储能的装置,具有高的比功率和能量密度。综述了赝电容电极材料的储能机制和电化学特性,并重点介绍了赝电容电极材料在超级电容器领域研究的最新进展。     

超级电容器串联技术的研究

串联超级电容器组的电容电压不均衡是目前超级电容器储能应用的一大难题,实现串联超级电容器的电压均衡可以延长超级电容器的使用寿命,增加储存能量,提高储能系统的可靠性,因此实现这个目标可以使超级电容器的应用取得重大性地突破。本文讨论了目前正在研究和已经应用的超级电容器电压均衡方法,这些方法对超级电容器储能系统有很大的意义,而且对提高电能质量具有很高的实用价值。     

金属氧化物超级电容器的研究进展

与蓄电池相比,超级电容器具有较高的比功率;与传统电容器相比,超级电容器具有较大的容量和较高的能量,且工作温度范围宽、循环寿命长.金属氧化物超级电容器的储能以法拉第准电容为主,其电极材料分为三类:贵金属氧化物、贱金属氧化物和复合型金属氧化物.综述了金属氧化物超级电容器的储能机理、制备及最新研究进展;介绍了电容器中电解液、隔膜材料和集流体的相关性能.     

全线无触网储能式有轨电车的设计

基于能量型超级电容器技术,设计了全线无触网储能式有轨电车。根据有轨电车配置及线路运营工况,计算了车载超级电容储能装置所需要的能量和负载功率。通过超级电容器阵列的功率约束和能量约束,计算超级电容器单体的数量和串并联方式,以及主要部件参数,由此设计了用于有轨电车的超级电容储能装置。基于嘉兴有轨电车项目,对储能装置所用超级电容器在典型负载工况下的电压、电流、功率等参数进行仿真,验证计算结果的正确性,并确认计算方法满足现代有轨电车储能装置的设计要求。     

制动能量回收储存装置监控系统的设计

采用超级电容器作为储能器件用于城市轨道交通车辆制动能量回收和释放时,需要实时监控超级电容器的工况和环境参数。采用＂模块化＂的方法将电源隔离处理,超级电容器监控系统既满足了制动能量回收装置的监控要求,又具有较强的抗共模电压能力和电磁兼容特性,可应用于其他高容量、大功率超级电容储能系统中。     

电动公交车用超级电容器的研究

超级电容器是一种介于传统静电电容器和化学电源之间的新型储能元件,它具有比静电电容器高的容量。和电池相比,它具有较高的功率密度。恒流充放电实验证明使用该材料制备的电容器具有良好的大电流充放电性能以及较长的循环寿命,是一种具有发展潜力的超级电容器。介绍了超级电容器在纯电容公交车上作为主要驱动能源使用的情况。     

轨道交通用超级电容器研发概述

从超级电容器自身的特点,分析了达到能量高效循环利用的轨道交通用超级电容器的选择依据。针对当前轨道交通用超级电容器储能装置存在的不足,从储能材料出发,研发高能量密度、高功率密度及长寿命的超级电容器。     

超级电容器储能系统的应用研究综述

超级电容器储能对于平滑、缓冲不稳定电能需求,改善电能质量具有重要意义。这里从基本特性、模型研究、功率变换、控制策略及容量确定、系统综合优化与评估几个方面综述了超级电容器应用领域的研究现状,总结了各类超级电容模型、功率电路拓扑、非线性控制策略的特点。指出应通过系统的优化评估实现超级电容器储能系统整体性能的改善、储能利用率的提高以及构建成本的下降。     

基于超级电容与蓄电池复合动力电源的研究

在综合分析各种存储方式的基础上,对超级电容和蓄电池的机理与特性进行了研究。为了解决单一储能方式的缺陷,将超级电容和蓄电池通过功率总线、双向DC/DC变换器等结合在一起。充分利用超级电容器功率密度大、循环寿命长的优点与蓄电池能量密度大的长处,确立了超级电容与蓄电池的复合储能系统方案。实验结果表明,超级电容和蓄电池混合储能方式可有效地实现系统的能量管理,提高储能效率。     

一种快速低损耗超级电容均压策略的研究

串联超级电容器组的电容电压不平衡是阻碍超级电容器储能应用发展的一个重要因素,而实现串联超级电容器组的电压均衡可以延长其使用寿命、增加储存能量、提高储能系统的可靠性.讨论并比较了现存的各种均压方法,鉴于它们的不足之处,提出一种以逆变器转移超级电容能量的电压均衡方法,介绍了该方法的工作原理,并通过仿真和实验分析了它的优缺点.     

一种新颖的串联超级电容器组的电压均衡方法

串联超级电容器组的电容电压不平衡是阻碍超级电容器储能应用发展的一个重要因素,实现串联超级电容器组的电压均衡可以延长超级电容器的使用寿命,增加储存能量,提高储能系统的可靠性。讨论了目前正在研究和已经应用的超级电容器电压均衡方法,鉴于它们的不足之处,提出了一种新颖的以单个电解电容器做能量传递器件的超级电容器电压均衡方法,并研制成功一套数字化控制均衡设备。仿真分析及实验结果表明:这种电压均衡方法效率高、均压速度快,在超级电容器储能系统中有很高的应用价值。     

城市轨道交通超级电容储能系统的EMR建模与仿真

超级电容储能系统应用于城市轨道交通可有效地存储和再利用再生制动能量,稳定网压。给出了非隔离DC/DC变换器大功率超级电容储能装置模型,对储能装置的主要参数:超级电容器组、储能电感和滤波电容进行设计。在此基础上引入了能量宏观表达法(EMR)对列车牵引传动系统建模,并借助"反转原则"得到系统控制方法,在Matlab/Simulink平台上建立了车载超级电容储能系统的仿真平台,仿真结果验证了储能系统主要参数设计的合理性和控制策略的可行性。     

改进的串联超级电容器组充电均压方法的研究

串联超级电容器组的电容电压不平衡是阻碍超级电容器储能应用发展的一个重要因素,而实现串联超级电容器组的电压均衡可以延长其使用寿命、增加储存能量、提高储能系统的可靠性,电阻均衡是一个简单有效的方法。通过理论计算结合试验,分析了超级电容器的充电过程,并给出了均衡电阻选取的方法。     

风光互补路灯系统混合储能控制研究

提出了一种用超级电容器和蓄电池为储能单元的风光互补路灯系统.利用超级电容器比功率高、寿命长、体积小、质量轻的优点,构成了以超级电容器为主、蓄电池为辅的混合储能系统,为风光互补路灯系统提供充足、稳定、可靠的能量保证.该储能系统的引入保证了风能大范围变化时路灯系统的储能问题,在电能大幅度变化时,超级电容起到储能的缓冲作用,利用超级电容器的储能能力和并联控制器的变流控制作用,可以减少蓄电池的充放电小循环次数,减小放电深度,延长蓄电池使用寿命.通过仿真验证了理论分析的正确性.     

基于DC/DC的超级电容均衡控制电路建模及控制策略研究

针对轨道交通再生制动能量回馈吸收利用系统的超级电容器储能系统,研究和设计了一种超级电容均衡模块,用于减少、甚至消除超级电容器模块间存在的电压不均衡,以此来有效提高超级电容器储能系统的电容容量利用率,并延长其寿命。模块采用一种新的二级式均衡电路,无需对模块电压进行采样,避免了复杂而庞大的采样和控制电路,大大提高了电路的稳定性。本文分析了所研究均衡电路的结构和工作原理,对电路控制策略和工作环路进行了详细设计。结合超级电容器储能系统的应用背景进行了仿真研究,验证了这种电压均衡控制模块的可行性。     

基于超级电容储能的SiC器件变流器性能分析

超级电容储能系统的促进功率响应能力优势是改善分布式发电电源的电能输出效率的有效方式,为此利用SiC器件设计SiC MOSFET典型等效开关模型,并将其应用到超级电容储能系统中,进一步提升系统单位能量的传输能力。基于超级电容器工作原理,建立超级电容储能系统数学模型,有效分析基于超级电容储能的SiC器件变流器性能。经仿真验证,超级电容器可准确响应功率由负到正的变化;随着传输功率的逐渐增大,基于超级电容储能的SiC器件变流器传输效率也呈现上升趋势,在功率接近储能系统变流器额定功率时,变流器效率逐步稳定,运行效率在98%左右;响应速度较快,输出电压波动以及输出功率的波动幅度较小,具备较强的输出抗干扰性;达到电压稳定输出的时间较短,且超调量较低。     

基于电压倍增电路的超级电容均衡控制策略研究

针对轨道交通再生制动能量回馈吸收利用系统的超级电容器储能系统,研究和设计了一种超级电容均衡模块,用于减少甚至消除超级电容器模块间存在的电压不均衡,以此来有效提高超级电容器储能系统的电容容量利用率,并延长其寿命。模块采用一种新的二级式倍压均衡电路,无需对模块电压进行采样,避免了复杂而庞大的采样和控制电路,大大提高了电路的稳定性。本文具体分析了所研究均衡电路的结构和工作原理,论证了该电路的特点和优势。结合超级电容器储能系统的应用背景设计了电路,进行了仿真研究,验证了这种电压均衡控制模块的可行性。     

超级电容储能电源柜瞬态温度场仿真分析

温度是影响超级电容器寿命的关键因素.为了掌握超级电容储能电源柜在正常工作载荷下的温度分布情况,暴露散热设计中的缺陷,针对性地提出优化设计方案,采用有限元仿真软件ANSYS/ICEPAK建立了超级电容储能电源柜的有限元三维模型,获得了超级电容储能电源柜在工作载荷下的温度随时间分布曲线,计算出了储能系统各区域温度到达稳定状态的时间,分析了超级电容储能电源柜的瞬态温度场分布特点.结合实际测量数据,验证了有限元仿真结果的有效性.根据仿真结果,提出了超级电容储能电源柜的优化设计方案.     

串联电容器组电压均衡研究

串联超级电容器组的电容电压不平衡是阻碍超级电容器储能应用发展的一个重要因素.讨论了常用的超级电容器均压方法,研究了一种新型电容器组电压均衡电路,详细分析了电路的工作原理并进行了实验验证.研究表明,该方法电压均衡速度快、结构简单、易于扩展,且具有较高的应用价值.     

超级电容器-电池复合脉冲电源系统的试验研究

超级电容器是能量密度和功率密度介于电池和静电电容器之间的新型储能元件，在作为能量储存元件应用于脉冲电源方面有独特的优势。该文采用超级电容器和电池组成复合能源系统，研究了其用作脉冲功率源的特性。研究表明，这种复合电源系统的工作过程是：当回路导通时，电池和超电容同时提供负载电流，回路断开时，电池对超电容充电；采用超级电容器可补偿电池电流，缓解电池输出大电流的压力，并使得电池端电压下降减少，内部损耗减少，进而增加电容器的寿命；超级电容器对电池的补偿作用与脉冲占空比、脉冲周期、超级电容器的内阻、电池内阻、电容器容量和数量有密切关系。占空比增大时，电池电压降落增大，超级电容器提供的电流减少，电池的负担增大，但并联超级电容器对降低电池电压降落的改善更加明显；并联的超级电容器数目增大，提供的电流也增大。