新型氢氧化镍正极材料的制备和表征

选取Co、Zn、Ca、Mg、Cu等元素与Ni元素按照一定的化学计量比"合金化",实行修饰或掺杂,制备出新型氢氧化镍(New Type Nickel Hyclroxide,NTNH)。利用X射线衍射、扫描电镜和恒电流充放电技术测试其相结构、表面微观形貌和充放电性能。研究结果表明:和商业产品相比,新型氢氧化镍具有良好的高温大电流充放电性能和循环稳定性。实现多种元素共沉积,利用元素之间的协同效应,是改善氢氧化镍正极材料高温大电流充放电性能的一条有效途径。

电容钳位型LED均流电路

高亮度发光二极管(LED)自身导通压降的离散性及负温度系数特性使得多个LED串并联时出现各串电流不均衡的现象。提出了一种简洁的电容钳位型LED均流电路,各LED支路串联的开关管轮流交错导通。利用各LED支路间跨接的钳位电容在一个周期内的电荷守恒,实现了多路LED串的均流。对电路的均流原理、参数设计进行了详细的理论分析,在此基础上,进行了三支路均流的实验验证,实验结果表明所提出的电路具有良好的均流效果,控制方式简单,电容、开关管两端电压应力低,无磁性元件,便于集成。

窄脉冲大电流半导体激光器驱动电路设计与仿真

设计出了一种窄脉冲大电流的半导体脉冲激光器驱动电路,并对电路进行理论分析以及Multisim仿真研究。相比以往研究,本仿真研究中考虑了电路和LD本身的寄生参数,使得仿真与实际电路更加吻合。该电路结构简单,采用了专用的MOSFET硬件关断加速电路和电容充放电方式向负载提供瞬时窄脉冲大电流的脉冲输出,脉冲宽度低于2.5ns,上升时间低于3.5ns,峰值电流超过20A。

空间电荷对球头棒-板间隙放电击中点的影响

雷电引起的输电线路事故中因绕击导致的故障所占比例很大,一些学者认为空间电荷的影响是导致屏蔽失效的原因之一。为此,通过试验研究了直流电压下球头棒-板间隙的电晕电流,以此来衡量一定电压下球头周围空间电荷的量;并试验研究了正极性操作冲击下球头棒-板间隙放电击中点的分布规律,且与尖头棒试验结果比较。试验结果和仿真结果表明:与尖头棒相比,球头棒更容易吸引放电;球头棒周围电场畸变不严重,没有形成有效屏蔽层,从而使放电点更容易发生在头部。

三相快速恒流充电系统的实现

为了实现在1s内对50kV,32μF高压脉冲电容器组进行快速充电,充电系统采用了三相L-C谐振恒流充电方式。实验结果表明:这种方式能够实现高电压、大容量电容器组的快速充电。同时,给出了设计及调试过程中应该注意的问题。

镍氢电池大电流充放电性能研究

镍氢电池具有能量密度高、充放电速度快、重量轻、寿命长、无环境污染等优点,已成为世界各国竞相研制和开发的新能源。然而镍氢电池的容量、充放电性能,特别是在大电流充放电条件下性能是否稳定,成为商家和客户共同关注的焦点。基于此,本文采用总成充放电的试验方法,在实验室对镍氢电池进行了多次大电流充放电试验以及内阻试验来测试镍氢电池性能。试验过程中利用Arbin测试仪及CAN总线实时监控各种参数数据:电流、电压、温度、荷电状态(SOC)等信号。通过试验表明:镍氢电池的内阻较小,大电流充放电性能良好,循环充放电性能比较稳定,充放电功率比较高,适合作为动力电池应用于汽车上。

国家级自动气象站蓄电池智能控制检测系统设计

对国家级自动气象站供电系统深入研究,通过对蓄电池充放电进行细微控制,设计报警电路、寿命检测电路和远程监控上位机软件系统,实时监测蓄电池状态,对蓄电池长期处于浮充状态致使其寿命缩减的设计缺陷进行改进。该系统采用Freescale高性能处理器和以AD8210为核心的高边电流检测电路,实时对分流电阻的微电流进行检测,及时阻止危害蓄电池使用寿命的过充和过放,通过声光报警电路和数据通信电路将交流电断电报警、蓄电池电压、使用寿命和充电间隔等信息传送到Labview编写的上位机软件,提醒观测员及时处理,同时配合RTC时钟模块,每3个月自动对蓄电池进行充放电维护,不仅有效延长了蓄电池的使用寿命,还解决了蓄电池充放电维护问题,减少了国家站备份蓄电池每两年更换造成的资源浪费。

变电站蓄电池设备的选择及参数计算

根据某110 kV GIS变电站实际直流负荷情况,在采用阀控式密封铅酸蓄电池设备的基础上,对蓄电池的标称容量、数量、均衡充电电压、放电终止电压、高频开关充电装置模块参数选择进行详细计算,最终确定该变电站蓄电池配置设计方案,即容量200 Ah、数量106个,单体蓄电池均衡充电电压2.33 V、放电终止电压1.87 V,采用1组高频开关充电装置,并选取5个10 A的模块进行蓄电池充电。该设计方案可确保变电站直流系统的安全、稳定运行。

一种低电压高精度振荡器的设计

提出了一种结构简单、电源电压宽、精度高的振荡器。利用系统的基准偏置电流对电容进行充放电,并且与该偏置电流作用在电阻上的电压进行比较,产生680kHz的方波信号。该电路在电源电压大于2.2V时,就可得到高精度的振荡频率。采用0.5μm OKI工艺,利用Hspice和Cadence对电路进行仿真。在芯片系统典型应用环境下仿真得到振荡频率为680kHz;电源电压在2.2-6V,温度为-40℃-85℃变化范围时,振荡频率的范围为663-707kHz,最大偏移量为＋3.97%;电压为5V时,该振荡器振荡频率的偏移在±1.18%以内。

矿用铅酸蓄电池高频智能快充充电器控制系统研究

针对矿用铅酸蓄电池充电器,研究了一款高频智能快充充电器的控制系统,由多环节功率变换单元组成,能量双向流动。在分析其工作原理的基础上,基于DSP给出了系统的硬件电路、软件实现方案及电路结构,采用移相PWM控制算法,实现了变电流智能快速充电放电方法。实验表明了该充电器控制系统设计的可行性和正确性,可自动匹配最佳充电放电曲线,实现了快速充电放电,性能指标优越,可以在行业内推广应用。

超级电容器大电流充放电温度场和安全性分析

超级电容器在进行大电流的充放电过程中,内部会迅速产生大量的热量,温度过高会引发安全事故。本文采用有限元热分析方法,首先通过剖析卷绕式超级电容器的结构组成,对结构进行假设简化,再分析非稳态导热微分方程,建立了三维有限元热分析模型。本文研究在常温(25℃)下,以20 A电流对超级电容器进行充放电,得到超级电容器内部的温度分布云图,核心区温度最高,负极柱区域温度比正极柱区域温度高;选取超级电容器的正极柱、负极柱和内部核心区域作为观测点,改变电流大小,观测温度随时间变化的情况;增大充电电流,当充电电流一定时,内部核心每升高100℃所需要的时间在逐渐减少;随着充电电流的增大,可以看到超级电容器内部核心升温加快。当超级电容器以瞬时大电流工作时,内部核心可以在较短的时间内达到几百摄氏度,应当采取降温措施避免安全事故发生。

共价有机框架/多壁碳纳米管复合材料及其双电层电容器性能

共价有机框架(COF)材料是一种特殊的结晶性有机多孔材料,具有多种有机官能团结构,同时有着非常低的骨架密度以及较高的比表面积。通过熔融热法制备TpPa-COF材料并与导电性能优异的多壁碳纳米管(MWCNT)复合制得TpPa-COF@MWCNT纳米复合材料,复合材料的微观形貌通过扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)进行表征,通过循环伏安法对用于超级电容器的TpPa-COF@MWCNT纳米复合材料的电化学性能进行研究。实验验证了该复合材料在不同扫描速度下的循环伏安曲线均呈现优异的双电层电容特性。当电流密度高达1 A·g-1时,该复合材料的比电容仍达到25 F·g-1,在2 A·g-1的电流密度下测得5 000次循环后比电容的保持率略高于100%,表现出良好的大电流充放电性能和应用前景。

水平铅酸电池的实验研究与性能分析

结合电动汽车电池的应用情况,测试和评价了一种水平铅酸电池.详细介绍了水平铅酸电池的结构特点,分析了电池大电流充放电的能力,提出了水平密封铅酸电池的最佳充电电流,计算了电池的充放电容量效率、能量效率,分析了温度对电池性能的影响.水平铅酸电池具有高比能量、高比功率、大电流充放电性能良好的特点,适合电动汽车使用.

大倍率充放电循环对锂离子电池特性及热安全性能的影响

锂离子电池广泛应用于电动汽车及各类储能设备.通过不同充放电倍率下循环老化及热失控实验,研究了大倍率充放电对单体锂离子电池性能与热安全性的影响.结果表明:大倍率充放电循环下,单体锂离子电池的实际容量出现了衰减,衰减程度与充放电倍率呈正相关.恒流比呈阶梯式衰减,但库伦效率仍处于99%~100%,表明锂离子电池的可逆性能正常.随着倍率增加,热失控触发时间、燃爆压力、喷射火焰温度呈先增大后减小的趋势,燃爆时电池表面平均温度为655.8℃,接近金属铝的熔点温度,燃爆喷射粉末产物主要以金属铝、石墨、锂钴氧化物为主.

镍氢电池正极大电流充放电性能及最佳配方

采用化学共沉淀法制备了镍铝和钴铝2种层状氢氧化物[Ni4Al(OH)10]OH和[Co4Al(OH)10]NO3。将前者作为电极活性材料,后者及石墨作为正极导电添加剂,通过单纯形重心设计研究了正极中3种物质的最佳配比,使其大电流充放电性能得到有效地提高。结果表明,电极的性能与电极配方密切相关。当[Ni4Al(OH)10]OH、[Co4Al(OH)10]NO3和石墨的质量分数分别为64.45%、12.27%和23.28%时,电极在经过800 mA/g 200次充放电后的放电比容量最高,为270.5 mA.h/g(最大值的88.7%);[Co4Al(OH)10]NO3的加入使电极的放电比容量和循环寿命得到了显著的提高。

基于MPC的SMES多目标控制

模型预测控制(model predictive control,MPC)性能优越,响应迅速而且可实现多目标控制,已受到广泛关注并逐步应用于大功率变流器,特别是在具有高功重比的超导储能磁体(superconductor magnetics energy storage,SMES)控制系统中,应用前景十分广阔。本文提出的基于MPC的SMES多目标控制,不仅实现SMES线圈在储能时较高精度的电流跟踪,同时可控制SMES线圈充放电时电流变化速率,避免较大的电流冲击,而且能够提高其响应速度与精度。通过搭建仿真实验平台验证了本文提出的SMES系统储能稳流性能、功率平衡稳定性能、动态性能以及充放电速率的控制性能。并与基于PI控制的系统进行比较,结果表明基于模型预测控制的SMES系统不仅可以实现稳态时较高精度的电流跟踪,而且可以实现充放电时电流变化速率的控制。

部分VRLA蓄电池容量下降的原因分析及解决措施

在通讯、UPS、电力系统等的VRLA备用电池组的浮充使用过程中,常有部分电池不明原因的逐渐变成落后电池,其容量有时甚至变得很小,使整组VRLA备用电池的负载放电时间很短,从而产生一系列的问题。本文认为造成这一情况的原因是部分电池中的活性物质晶粒周围存在一定量的"原始硫酸铅粗晶粒",从而使这部分电池在浮充使用过程中容量下降较快。针对这种情况,提出了相应的解决措施。

±1100 kV特高压直流导线表面标称电场及其影响因素研究

我国±1100 kV特高压直流(UHVDC)输电工程已经进入设计和建设阶段。近年来,特高压输电导线表面的电晕放电所引起的电磁环境现象逐渐受到学者的重视。当高压导线表面场强超过临界值时,导线周围的空气分子将被电离,发生电晕放电,形成正负离子或空间电荷。由于导线表面电场强度与诸如无线电干扰(RI)、可听噪声(AN)、地面处的合成电场和离子流密度等电磁环境参数密切相关,因而有必要计算并控制特高压输电导线的表面电场强度。使用模拟电荷法(CSM)计算了±1100 kV特高压直流输电子导线表面的标称电场分布,将高压导线表面的面电荷等效为成对的线电荷,子导线表面的电场强度可以使用线电荷获得。此外,还研究了导线高度、极间距、分裂间距和子导线半径等因素对子导线表面标称电场强度的影响。计算结果表明,与导线高度、极间距、分裂间距相比,子导线直径是影响子导线表面场强最显著的几何参数。当其他因素不变时,子导线表面场强的变化与子导线直径的变化在同一数量级;子导线表面场强的变化比导线高度、极间距、分裂间距的变化小一个数量级。最后还对线路无线电干扰和可听噪声进行了计算。

三包期内动力铅蓄电池性能不良原因分析及判定方法

针对目前市场中三包期内动力铅蓄电池性能不良而导致退货率高的问题,把电池组分类,从外观、开路电压、电压差、大电流放电测量、电池充放电检析等方面进行归类判定。

开关电源对蓄电池寿命影响的探讨

随着数字通信技术的发展,对各通信局站供电的可靠性、电源维护方式、技术维护水平提出了更高的要求。开关电源及蓄电池为各局站的可靠运行提供了动力保障,同时也是日常维护的重点。文中先对高频开关电源特性加以阐述,并着重讨论高频开关电源影响蓄电池寿命的因素以及两者之间的关系,最后指出高频开关电源对延长蓄电池寿命的重要性。