超级电容器蓄电池混合电源性能研究

超级电容器蓄电池混合电源能充分发挥蓄电池比能量大和超级电容器能快速充放电、循环寿命长的优点,能显著提高电源的峰值输出功率。建立了超级电容器蓄电池混合电源的数学模型,系统地分析了影响超级电容器蓄电池混合电源峰值输出功率的因素,并通过实验对超级电容器蓄电池混合电源的峰值输出功率性能进行了验证。分析和实验结果表明:超级电容器蓄电池混合电源的峰值输出功率与脉动负载的占空比、脉动负载的周期、超级电容器的内阻、蓄电池的内阻、超级电容器的容量、超级电容器的并联支路数有着密切的关系。超级电容器蓄电池混合电源的峰值输出功率比蓄电池有了显著的提高。     

超级电容器与蓄电池并联混合电源放电特性

综述了超级电容器与蓄电池组成混合电源的研究现状,研究了超级电容器与蓄电池直接并联组成的混合电源在不同配置比例、不同电流和不同温度下的放电特性,并测量了混合电源的自放电性能。     

超级电容器蓄电池混合电源的建模与性能分析

超级电容器与蓄电池的混合电源能充分发挥蓄电池比能量大和超级电容器能快速充／放电、循环寿命长的优点,可显著降低电源的内部损耗,提高电源的运行时间。本文建立了超级电容器蓄电池混合电源的数学模型,系统地分析了影响超级电容器与蓄电池混合电源内部损耗和运行时间的因素。分析结果表明：超级电容器与蓄电池混合电源的内部损耗和运行时间与脉动负载的占空比、脉动负载的周期、超级电容器的内阻、蓄电池的内阻、超级电容器的容量、超级电容器的并联支路数有密切的关系。     

风光互补发电蓄电池超级电容器混合储能研究

提出一种风光互补发电中的超级电容器与蓄电池混合储能系统,充分利用蓄电池能量密度大和超级电容器功率密度大、循环寿命长的优点,大大提升了储能系统的性能。建立了混合储能系统的模型和控制环节,并进行实验,结果表明,在发电功率和负载功率脉动时,蓄电池能够工作在优化的充放电状态,有效减少了充放电循环次数,延长了使用寿命,提高了系统的工作效率。该系统对解决新能源发电系统中储能问题,具有十分重要意义。     

基于超级电容器的脉冲电源设计

便携式电子设备、电磁弹射装置等功率型负载日益增多,普通电源无法给这类负载提供持续且可控的功率需求。针对这一问题,此处设计了一种基于超级电容器的脉冲电源,超级电容器作为功率源,主电路选择反激式变换器,利用模糊比例积分微分(PID)算法设计基于电压闭环的控制电路。在Matlab/Simulink软件中对基于超级电容器的脉冲电源进行仿真研究,并搭建硬件实物平台进行实验验证,仿真和实验结果表明:超级电容器可发挥其比功率大的优势,并满足负载的脉冲功率需求。     

独立光伏系统中超级电容器蓄电池有源混合储能方案的研究

超级电容器与蓄电池混合使用,可以充分发挥蓄电池能量密度大和超级电容器功率密度大、循环寿命长的优点,大大提升储能系统的性能.针对独立光伏系统的特点,设计了一种有源式混合储能方案,建立了系统的模型和控制环节.实验结果表明,在光伏发电功率和负载功率脉动时,蓄电池能够工作在优化的充放电状态,并能够有效地减少充放电小循环次数.对解决光伏等可再生能源系统中的储能问题,具有现实可行性.     

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。     

基于成本分析的超级电容器和蓄电池混合储能优化配置方案

超级电容器和蓄电池混合储能系统综合了功率型储能元件和能量型储能元件的优势,避免了单一储能技术的不足,是储能技术的重要发展方向之一。针对储能在大功率、大容量、波动性较强的应用场合,在分析负荷特性需求的基础上,给出了储能系统总容量配置的方法,提出了基于成本分析的超级电容器和蓄电池的混合配置方案。算例分析验证了所提方法的有效性。     

超级电容器结合蓄电池在航空地面直流电源上应用的可行性分析

介绍了超级电容器的特性和航空地面电源的供电特性,并在此基础上对超级电容器结合蓄电池在航空地面电源上应用的可行性进行了仿真分析,揭示了超级电容器结合蓄电池使用的良好性能以及在航空地面电源应用的可行性。     

超级电容器与蓄电池混合储能系统在微网中的应用

由于微网中含有发电单元输出功率与负荷功率2组不相关随机变量,储能需要频繁吸收(发出)有功功率以维持微网的稳定运行,这对传统蓄电池储能的工作状况产生了较大的负面影响,缩短了其使用寿命.文中提出了适用于微网的超级电容器与蓄电池混合储能结构,采用统一建模方法进行了建模,并采用小信号分析方法推导了储能的稳定条件.针对该混合储能结构,采用多滞环调节控制策略提高了储能的灵活性与实用性.利用超级电容器功率密度高和循环寿命长的优点,通过控制双向DC/DC变换器实现对蓄电池充放电过程的优化控制,可以避免蓄电池单独储能时的容量浪费,延长其使用寿命,提高储能的技术经济性.仿真和实验结果验证了所提出的混合储能结构及其控制策略的有效性.     

基于超级电容的车载电池管理系统设计

电池管理系统直接检测及管理电动车辆的储能电池运行的全过程,是电动车辆的重要组成部分。设计了一种基于超级电容电池的车载电池管理系统,通过测量超级电容电池的电压、温度和电流以及计算电池组的荷电状态(SOC),实现对超级电容电池组的监控和管理,对以超级电容电池作为动力源的电动车辆的电池管理方面具有很好的实际应用价值。     

碳基超电容与MH/Ni电池复合的研究

以活性炭为原料,制备出叠片式碳基超电容。研究了这种电容器与MH/Ni电池组成复合电源系统时电池的脉冲放电行为。结果发现,这种复合系统显著提高了电池的脉冲放电性能,证实了超电容在混合电源体系中的重要作用。     

Online energy management strategy of a hybrid fuel cell/battery/ultracapacitor vehicular power system

A hybrid power system based on a fuel cell (FC) and an energy storage system appears to be very promising for satisfying the high energy and high power requirements of automotive applications in which the power demand is impulsive rather than constant. This paper deals with the use of a hybrid energy storage system with the battery (BAT)/ultracapacitor (UC) as ancillary power source in FC electric vehicles. The energy management strategy (EMS) is one of the most important issues for the efficiency and performance of such systems. The designed EMS uses a splitting method, allowing a natural frequency decomposition of the power demands. It takes into account the slow dynamics of FC and the state of charge of the UC and BAT. A simulation is conducted using MATLAB/SIMULINK software in order to verify the effectiveness of the proposed control strategy. It confirms the performance of the control method and also demonstrates the robustness and stability of the control strategy with good tracking response (transient performance), low overshoot, zero steady‐state error, and control flexibility during a power demand cycle. © 2014 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

一步法腐蚀铝箔对超级电容器性能影响

选择4mol/L的HCl,HNO3,H2SO4和KOH溶液分别对铝箔进行一步腐蚀处理。对不同处理方法制成的超级电容器进行电化学阻抗、恒流充放电、倍率充放电和最大脉冲功率性能测试,试验结果表明:经过HNO3和H2SO4处理的集流体制成的超级电容器性能最佳,最大比功率分别为9 275W/kg和9 837W/kg,考虑到成本和环保,H2SO4处理的集流体最具有实用化的可能。     

燃料电池/锂电池混合动力控制系统设计

针对燃料电池动态响应上的不足,在原有峰值电流模式PWM开关电源系统基础上,设计了一套新型的质子交换膜燃料电池/锂电池混合动力控制系统,并在Simulink仿真平台上,建立了控制系统的仿真模型.为了改善燃料电池输出电流纹波和延长燃料电池使用寿命,采用两相交错并联BUCK变换器结构,详细分析了控制系统的工作原理和控制方法.仿真验证了所设计的混合动力能量管理控制系统在脉冲功率需求下控制策略的有效性.     

车用锂离子超级电容的性能实验与建模研究

研究了一种用于深度混合动力车的新型高比能量锂离子超级电容器。对该新型超级电容器在充放电实验平台依照相关标准进行了性能实验。根据实验数据和锂离子超级电容器的基本原理,建立了适用于该新型超级电容器的仿真模型,并在模拟工况下验证了仿真模型的有效性。建立的锂离子混合超级电容器模型具有较高的精度,可用来对该新型超级电容器进行SOC估计和故障诊断,具有较强的工程价值。     

光蓄互补发电系统控制策略的研究

本文通过研究由光伏阵列、蓄电池组及其管理系统、光伏变流器、负载及电网共同组成的光蓄互补发电系统,根据蓄电池的特性和现在开关器件控制技术的发展,针对蓄电池的充/放电控制策略进行了研究,三相逆变器采用基于空间矢量脉宽调制(SVPWM)的空间矢量控制方式,在介绍了SVPWM的基本原理及合成方法后,对并网和离网两种系统工作模式的控制策略进行了研究,最后控制理论研制了光蓄互补发电系统用变流器,并搭建试验平台对系统进行试验测试,验证了控制策略的正确性。     

混合电动车用高功率氢镍电池的研制

采用XRD、SEM、循环伏安和交流阻抗测试,对不同面密度的MH-Ni电池电极性能进行了研究。实验结果表明：当面密度为0.617kg/m^2时,电极具有良好的氧化还原性和质子扩散速率;采用泡沫镍电极工艺制备出D型高功率镍氢动力电池,其功率密度可达到1200W/kg,能量密度达到49.4Wh/kg。该材料改善了电池的比功率特性。