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全钒液流电池建模及SOC在线估计研究进展
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作者 张爱芳 魏邦达 +8 位作者 李卓昊 杨洋 杨添强 姚俊 张杰 刘飞 李浩秒 王康丽 蒋凯 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期1036-1049,共14页
全钒液流电池(VRFB)具有高安全、长寿命的优势,在大规模电力储能领域中具有广阔的应用前景。高精度的电池模型及准确的电池荷电状态(SOC)估计是全钒液流电池实际应用的重要技术基础,也是其规模应用面临的主要挑战。本文对全钒液流电池... 全钒液流电池(VRFB)具有高安全、长寿命的优势,在大规模电力储能领域中具有广阔的应用前景。高精度的电池模型及准确的电池荷电状态(SOC)估计是全钒液流电池实际应用的重要技术基础,也是其规模应用面临的主要挑战。本文对全钒液流电池仿真模型、模型参数辨识、SOC监测与在线估计,以及全钒液流电池特有的SOC估计影响因素进行综述。首先介绍了电化学模型和等效电路模型2类仿真模型,分析比较了几种用于VRFB的等效电路模型的原理及优缺点。重点综述了全钒液流电池荷电状态监测方法,包括:安时积分法、开路电压法、电位滴定法、电导率法和光学分析法,以及更具工程应用前景的荷电状态在线估计方法。总结了全钒液流电池模型参数离线与在线辨识技术,介绍了基于滤波算法与数据驱动算法的荷电状态在线估计方法。在全钒液流电池SOC估计特异性影响因素方面,讨论了包括钒离子的跨膜迁移、负极氧化副反应、负极析氢反应和温度对参数辨识与荷电状态估计的影响规律,总结展望了全钒液流电池建模及SOC在线估计面临的问题及未来研究方向。 展开更多
关键词 全钒液流电池 仿真模型 模型参数辨识 荷电状态 在线估算
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2023年中国储能技术研究进展 被引量:3
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作者 陈海生 李泓 +40 位作者 徐玉杰 徐德厚 王亮 周学志 陈满 胡东旭 阎景旺 李先锋 胡勇胜 安仲勋 刘语 肖立业 蒋凯 钟国彬 王青松 李臻 戴兴建 张宇鑫 俞振华 宋振 彭煜民 马一鸣 郭欢 王星 周鑫 胡傲伟 张弛 相佳媛 张浩 刘为 岳芬 张长昆 谢飞 夏恒恒 杨重阳 邱清泉 艾巍 李浩秒 刘轩 梅文昕 李煌 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1359-1397,共39页
本文对2023年度中国储能技术的研究进展进行了综述。通过对基础研究、关键技术和集成示范三方面的回顾和分析,在综合分析的基础上,总结得出了中国储能技术领域的主要进展,包括抽水蓄能、压缩空气储能、飞轮储能、铅蓄电池、锂离子电池... 本文对2023年度中国储能技术的研究进展进行了综述。通过对基础研究、关键技术和集成示范三方面的回顾和分析,在综合分析的基础上,总结得出了中国储能技术领域的主要进展,包括抽水蓄能、压缩空气储能、飞轮储能、铅蓄电池、锂离子电池、液流电池、钠离子电池、超级电容器、储能新技术、集成技术和消防安全技术等。结果表明,2023年中国储能技术在基础研究、关键技术和集成示范方面均取得了重要进展,保持了全球基础研究、技术研发和集成示范最为活跃的国家地位,中国在储能领域发表SCI论文数、申请专利数、装机规模继续保持世界第一。展望2024年,中国储能技术有望继续高速发展,同时总体上需要向高质量发展转变。 展开更多
关键词 储能 技术 进展
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电气工程类“工科基础化学”教学改革的探索
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作者 周敏 李浩秒 +1 位作者 王康丽 蒋凯 《电气电子教学学报》 2024年第1期5-8,共4页
针对传统电气学院本科生的“工科基础化学”课程存在授课内容繁冗、理论与实践脱节、考核方式单一的问题,从优化教学内容、改革教学方法以及多元化考核三方面开展教学改革的探索。结合专业案例,加强基础化学与电气专业的实质性交叉融合... 针对传统电气学院本科生的“工科基础化学”课程存在授课内容繁冗、理论与实践脱节、考核方式单一的问题,从优化教学内容、改革教学方法以及多元化考核三方面开展教学改革的探索。结合专业案例,加强基础化学与电气专业的实质性交叉融合。通过增设主题式讨论与实践教学等环节,激发学生的学习热情与创新意识,为培养“双碳”等国家战略需求下的多元化、复合型拔尖人才奠定基础。 展开更多
关键词 工科基础化学 教学改革 复合型人才
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几类面向电网的储能电池介绍 被引量:111
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作者 蒋凯 李浩秒 +1 位作者 李威 程时杰 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2013年第1期47-53,共7页
储能技术在现代电力系统中的作用日益凸显,储能电池则是大规模储能技术的重要发展方向。文中就目前比较成熟的储能电池体系,包括铅酸电池、锂离子电池、液流电池和钠硫电池的发展历史、研发现状,以及不同电池体系应用到电网储能的优势... 储能技术在现代电力系统中的作用日益凸显,储能电池则是大规模储能技术的重要发展方向。文中就目前比较成熟的储能电池体系,包括铅酸电池、锂离子电池、液流电池和钠硫电池的发展历史、研发现状,以及不同电池体系应用到电网储能的优势和存在的问题进行了讨论。文中重点介绍了钠离子电池和液态金属电池等2类新兴的电化学储能技术的研究现状、技术优势及现存挑战等。通过比较,认为在进一步提高现有电池性能、降低储能价格的同时,亟需发展下一代能满足大规模储能应用的电化学储能新体系。 展开更多
关键词 电化学储能 钠离子电池 液态金属电池 铅酸电池 锂离子电池 液流电池 钠硫电池
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基于正则化方法的电池阻抗谱弛豫时间分布解析 被引量:5
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作者 王晟 闫帅 +2 位作者 李浩秒 王康丽 蒋凯 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第9期3177-3187,共11页
对电池特性的深刻认识是电池应用研究的重要基础,而弛豫时间分布(distribution of relaxation times,DRT)法是解析电池阻抗谱(electrochemical impedance spectroscopy,EIS)、提取电极过程动力学信息和电池建模的有效手段。然而,DRT函... 对电池特性的深刻认识是电池应用研究的重要基础,而弛豫时间分布(distribution of relaxation times,DRT)法是解析电池阻抗谱(electrochemical impedance spectroscopy,EIS)、提取电极过程动力学信息和电池建模的有效手段。然而,DRT函数的求解是一个典型的不适定问题,经典的数值积分方法无法保证解的存在性或唯一性。首先采用分段线性插值近似连续的DRT函数;再通过正则化方法改善问题的不适定性,将DRT函数的求解归结为严格的凸二次规划(quadratic programming,QP)问题;进而运用有效集法(active set method,ASM)得到DRT函数的最优近似解。基于该方法解析液态金属电池的阻抗谱,并简要分析其内阻特性。研究结果表明:该方法为全局收敛,收敛速度快,计算精度高;得到的DRT函数近似解既精确、稳定,又具有明确的物理意义。在电池机理分析和建模中,该方法具有显著的潜在应用价值。 展开更多
关键词 弛豫时间分布 阻抗谱 正则化 二次规划 有效集法
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液态金属电池研究进展 被引量:5
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作者 黎朝晖 朱方方 +9 位作者 李浩秒 胡林 彭勃 李建颖 何亚玲 方瑛 郭姣姣 张坤 王康丽 蒋凯 《储能科学与技术》 CAS CSCD 2017年第5期981-989,共9页
规模电能存储技术在有效利用可再生能源、构建智能电网、提高电能质量等领域的重要性日益凸显。液态金属电池作为一类新型储能电池技术,其电解质和正负极分别采用无机熔盐和液态金属,具有成本低、容量大、效率高、寿命长等特点,在规模... 规模电能存储技术在有效利用可再生能源、构建智能电网、提高电能质量等领域的重要性日益凸显。液态金属电池作为一类新型储能电池技术,其电解质和正负极分别采用无机熔盐和液态金属,具有成本低、容量大、效率高、寿命长等特点,在规模储能领域具有广阔的应用前景。本文主要从电池设计和体系优化等方面介绍液态金属电池的重要研发进展,分析其主要技术挑战,在此基础上提出了面向电力储能应用的新型液态金属电池的发展方向。 展开更多
关键词 液态金属电池 电化学储能 电能存储
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先进感知技术在电池状态估计中的应用与启示 被引量:3
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作者 徐茂舒 沈旖 +6 位作者 王晟 张娥 李浩秒 周敏 王玮 王康丽 蒋凯 《电气工程学报》 CSCD 2022年第3期40-57,共18页
实时精准的电池状态估计对锂离子电池高效安全运行尤为重要。以先进感知技术对电池内部特征进行原位在线感知,可为电池应用提供丰富的数据支撑,是电池状态估计方法发展的关键。以基于电气测量特征的、基于模型的和基于数据驱动与机器学... 实时精准的电池状态估计对锂离子电池高效安全运行尤为重要。以先进感知技术对电池内部特征进行原位在线感知,可为电池应用提供丰富的数据支撑,是电池状态估计方法发展的关键。以基于电气测量特征的、基于模型的和基于数据驱动与机器学习的电池状态估计方法作为对比,辨析基于光纤感知技术、电化学阻抗谱感知技术、机械应变感知技术、声学感知技术的先进智能感知技术原理、应用和优势缺陷,构建未来智能电池与智能电池管理系统。 展开更多
关键词 电池管理系统 荷电状态 健康状态 光纤感知 电化学阻抗谱感知 机械应变感知 声学感知
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液态金属电极的电化学储能应用 被引量:4
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作者 李浩秒 周浩 +1 位作者 王康丽 蒋凯 《电化学》 CAS CSCD 北大核心 2020年第5期663-682,共20页
液态金属电极电导率高,电极界面容易构建,在充放电过程中可有效避免电极结构形变、枝晶生长等问题,在储能电池领域具有重要应用价值.本文主要讨论了液态金属电极在液态金属电池、钠硫电池和ZEBRA电池中的应用进展,重点介绍了液态金属电... 液态金属电极电导率高,电极界面容易构建,在充放电过程中可有效避免电极结构形变、枝晶生长等问题,在储能电池领域具有重要应用价值.本文主要讨论了液态金属电极在液态金属电池、钠硫电池和ZEBRA电池中的应用进展,重点介绍了液态金属电池关键材料体系、充放电机制及电池构型等,评述了液态金属电极储能应用中涉及的熔盐电解质、固态陶瓷隔膜、多场影响因素等方面的重要研究进展,分析了高温密封、腐蚀防护等关键问题,明确了液态金属电极在储能电池应用中的发展方向. 展开更多
关键词 电化学储能 液态金属电极 液态金属电池 钠硫电池 ZEBRA电池
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面向电力系统的液态金属电池储能技术 被引量:5
9
作者 李泽航 周浩 +2 位作者 李浩秒 王康丽 蒋凯 《发电技术》 2022年第5期760-774,共15页
电化学储能灵活高效,是大规模电力储能技术发展的重要方向。液态金属电池(liquid metal battery,LMB)采用液态金属和熔融无机盐分别作为电极和电解质,从根本上避免了传统电池的寿命限制问题,其具有长寿命、低成本、大容量的优势,在电力... 电化学储能灵活高效,是大规模电力储能技术发展的重要方向。液态金属电池(liquid metal battery,LMB)采用液态金属和熔融无机盐分别作为电极和电解质,从根本上避免了传统电池的寿命限制问题,其具有长寿命、低成本、大容量的优势,在电力系统储能领域具有广阔的应用前景。主要介绍了LMB的工作原理,重点综述了其发展历程和重要研究进展,并指出了现有电池体系存在的局限性与面临的挑战,在此基础上,探讨并明确了LMB的重点发展方向。 展开更多
关键词 电力系统 电化学储能 液态金属电池(LMB) 液态金属电极 熔盐电解质
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液态金属电池的温度特性 被引量:6
10
作者 林靖 王晟 +2 位作者 李浩秒 王康丽 蒋凯 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第4期1458-1468,共11页
作为一类高温电池,液态金属电池的工作温度在300℃~700℃之间,工作温度对于电池性能具有重要影响。该文探究了工作温度对液态金属电池开路电压、充放电性能和电池内阻的影响。首先,建立双极化等效电路模型;运用静置法得到不同工作温度... 作为一类高温电池,液态金属电池的工作温度在300℃~700℃之间,工作温度对于电池性能具有重要影响。该文探究了工作温度对液态金属电池开路电压、充放电性能和电池内阻的影响。首先,建立双极化等效电路模型;运用静置法得到不同工作温度下的开路电压,并通过吉布斯—亥姆霍兹方程和能斯特方程计算相关电化学—热力学参数;运用电池循环测试得到不同工作温度下的循环性能指标;利用脉冲测试数据辨识不同工作温度下的内阻参数,从电池反应界面演变、电极反应、传质过程等方面分析工作温度和荷电状态对内阻的影响;仿真结果表明,考虑温度特性的双极化模型的相对电压误差在±0.03V以内,能较好地反映液态金属电池的动态特性。 展开更多
关键词 液态金属电池 双极化模型 充放电性能 开路电压 内阻特性
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基于放电曲线多特征值和组合聚类算法的液态金属电池筛选研究
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作者 张娥 樊磊 +5 位作者 徐成 王晟 李浩秒 蒋凯 李波 王康丽 《中国电机工程学报》 EI 2024年第20期8073-8085,I0013,共14页
高效的电池筛选技术是保障储能电池系统安全性、经济性的关键技术之一。为了满足液态金属电池储能系统构建对单体一致性的要求,提出一种组合聚类方法,通过电池恒流放电期间获得的分选指标进行有效聚类,快速实现液态金属电池筛选。首先,... 高效的电池筛选技术是保障储能电池系统安全性、经济性的关键技术之一。为了满足液态金属电池储能系统构建对单体一致性的要求,提出一种组合聚类方法,通过电池恒流放电期间获得的分选指标进行有效聚类,快速实现液态金属电池筛选。首先,提出一种特征提取框架来准确表征电池放电曲线,主要包括数据采集、数据预处理、特征参数生成、筛选指标生成4个阶段,生成的3个筛选指标,分别是电池曲线第2个拐点电压、对应的时间以及电池在第1个拐点电压前的放电能量。然后,提出基于密度的噪声应用空间聚类和均值漂移的组合聚类电池筛选方法,并提出一种一致性差异指标量化评估聚类效果。最后,通过分析212个200 Ah级液态金属电池的聚类优化效果可知,所提方法可显著减弱差异性较大电池对电池筛选的影响,能够同时实现离群值检测及电池自适应快速精准筛选,并通过动态工况测试证实所提方法可有效提升电池组响应一致性。 展开更多
关键词 电池筛选 液态金属电池 特征提取 组合聚类方法 离群值处理
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