Thermal simulation analysis of supercapacitors based on fluent under multiple operating conditions

本文对超级电容单体在不同工况下的充、放电时的热行为进行了研究，为超级电容的使用提供理论依据，结果表明：环境温度为25℃时，在电流呈线性变化的工况中，单体内部最高温达到25.31℃（298.46 K）；在3倍额定电流循环充放电工况中，充、放电过程循环15次后，电容单体内部最高温达到55℃（328 K），充放电过程循环30次后，电容单体内部最高温达到82℃（355 K）。     

船舶电网方向保护配置的研究

船舶电网任意点短路故障时,电动机支路在短时间内会转变成发电机运行状态向短路点馈送短路电流。从电网方向保护的基本原理出发,分析了船舶的短路工况及电动机馈送短路电流,研究电动机馈送电流对电动机支路出口自身过电流保护的影响。结果表明,短路暂态过程中大容量电动机馈送的短路电流能达到额定电流的10倍,且随电动机容量的增大,馈送电流也相应增大,易造成电动机支路出口的过电流保护误动作。提出了在大容量电动机支路安装功率方向元件的措施,为船舶电网的安全运行提供保障。     

Thermal simulation for lithium-ion capacitor during discharge process

作为一种新型的电化学储能装置,锂离子电容器的热性能尚未得到重视,因此研究锂离子电容器在放电过程的温度场分布具有重要意义。通过建立三维有限元模型,利用workbench有限元软件对不同环境温度与不同放电倍率下软包锂离子电容器放电过程的温度场进行模拟研究。结果表明,在放电过程中温度逐渐升高且最高温度出现在电芯的中心区域,放电倍率越高温升越大;锂离子电容器单体的内部温差受外部环境温度影响较小。通过与实验结果进行对比验证,表明此生热模型能较好地反映锂离子电容器在实际放电过程中的温升情况,有助于其性能优化和结构设计。     

AFORS-HET软件模拟N型非晶硅/p型晶体硅异质结太阳电池

运用AFORS-HET程序模拟计算了不同本征层厚度、能隙宽度、发射层厚度、能带失配以及不同界面态密度等参数对N型非晶硅/p型晶体硅异质结太阳电池光伏特性的影响.结果表明,在其它参数条件不变的情况下,插入较薄本征层,转换效率增加,但本征层厚度继续增加时,短路电流密度减少、效率也随之降低.本征层能隙宽度的变化对短路电流影响很大,随能隙宽度增加,短路电流先增加,但当能隙宽度大于某一特定值时,短路电流开始下降.在不插入本征层的情况下,N型发射层的能带失配对短路电流几乎无影响,而开路电压随导带失配的增大逐渐增大,界面态密度会导致开压迅速下降.     

超大容量电容器在内燃机车起动中的应用

电容是一种储能元件,传统电容器电容量很小,随着科技的进步,一种超大容量电容器已在北京金正平科技有限公司科技人员的努力下研制成功,并投人批量生产.这种电容器电容量从几法拉到几百法拉,工作电压从十几伏到几百伏,放电电流可高达几千安培,能量密度比传统电容器高近百倍,放电功率比蓄电池高十倍.     

户外光伏组件接线盒鼓包失效分析

针对中国西北地区某户外光伏电站中光伏组件出现的接线盒鼓包情况，拆取正常光伏组件至实验室进行接线盒旁路二极管短路电流下热性能等的模拟测试分析。结果表明：热逃逸测试后，接线盒旁路二极管性能仍能满足相关国际标准的要求；接线盒鼓包与旁路二极管反向电流过载下的热性能无直接关系；接线盒鼓包与长时间短路电流I_sc下的热性能有关，在2.5I_sc下，接线盒旁路二极管产生超过220℃的高温，累积的热量引起灌封胶发黄熔化，从而导致接线盒出现鼓包失效现象。     

Electrochemical performance of lithium ion capacitors using high-capacitance Li2NiO2/AC as the negative electrode

兼具锂离子电池高能量密度和双电层电容器高功率特性的锂离子电容器成为了现今超级电容器性能提升的重点发展方向。本工作以高富锂金属氧化物Li2NiO2为锂离子电容器用负极锂源,将其与活性物复合组成正极电极,并制备出“无金属锂片”预嵌锂过程的300 F锂离子电容器,考察了金属氧化物Li2NiO2的理化性能与电化学特性、不同Li2NiO2添加量对锂离子电容器样品的电化学性能影响。结果表明,Li2NiO2材料具有398 mA·h/g的首次不可逆容量,首次放电不可逆率为94.8%。添加15%～20% Li2NiO2的样品在10 A电流下具有大于75%倍率特性以及91%的容量保持率。当Li2NiO2添加量为20%时,样品在1 A条件下具有400 F的容量,15.5 W·h/kg的能量密度以及11.3 kW/kg的功率密度,是一种制备工艺简单、性能优异的新型锂离子电容器。     

束缚力对磷酸铁锂电池安全性影响

本工作采用循环寿命末期的大容量方型铝壳磷酸铁锂动力电池,以测试金属板模拟电池单体在电池系统中的束缚力场景,系统地研究了束缚力对动力电池过放电、过充电、外部短路、加热、针刺5项安全性能的影响。结果表明,束缚力对电池安全性能有显著影响,束缚力(约3 kN)的存在可有效降低电池安全风险,提高电池安全性能。束缚力的存在可有效避免过放电电池鼓胀及漏液,降低过充电爆炸概率,减缓外部短路引发的内阻及鼓胀增长,减少漏液、内部短路的发生,延缓加热触发热失控的温度,提高针刺安全性,避免浓烟释放和起火。本研究有助于提高科研人员对方型磷酸铁锂动力电池安全性的认识,为电池系统设计、安全标准制定等提供数据支撑。     

高Al组分p-Ga_(1-x)Al_xAs/p-GaAs/n-GaAs太阳电池收集效率和短路电流的理论计算

本文对p-Ga_(1-x)Al xAs/p-GaAs/n-GaAs太阳电池收集效率的光谱响应和短路电流进行了计算,表明窗口层和窗口层漂移电场能有效地减小表面复合的影响,提高短波区的光谱响应。本文还讨论了窗口层厚度、Al组分、p-n结结深、表面复合速度和扩散长度对电池性能的影响。指出要得到大的短路电流,窗口层的电子扩散长度应大于窗口层厚度,p-GaAs区的电子扩散长度应大于三倍结深。在p-GaAs电子扩散长度一定的条件下,有一最佳结深,短路电流有极大值。     

Study on the measurement methods for the DC internal resistance of lithium-ion capacitors

直流内阻（简称“内阻”）是衡量超级电容器性能最重要的电化学参数之一,但目前尚未有统一的测试方法用于锂离子电容器的内阻测试。本工作使用不同的充放电测试程序,采用不同的内阻计算方法来评测比较锂离子电容单体样品的内阻值。结果表明,不同的充放电测试方法、不同的放电截止电压、不同的内阻计算方法,影响锂离子电容器内阻测量值。以100 ms压降法计算的内阻可能接近放电开始阶段的稳态内阻,可以使用普通国产电池测试设备,简单、易行、可靠,经进一步的验证后,可以考虑推广使用。