考虑电化学模型的配电网侧光储系统分布式优化调度

配电网侧广泛接入的光储系统具备成为电网调度中灵活性资源的潜力。为了提高光储系统调控的精细程度,分析建模了光储系统运行的动态特性,构建了考虑电化学模型的光储调度模型。针对保护节点用户隐私和调用分布式计算资源的需求,根据该光储调度模型给出了适用于计算的矩阵化形式,并构建了各节点处含光储系统的配电网调度优化的分布式子问题,实现了该调度优化问题的分布式求解。基于IEEE 33节点系统算例验证了所提方法的有效性。结果表明,该方法给出的调度方案在可行性、储能运行高效性和老化衰退抑制能力等方面具有优势。

宽温度环境下基于改进电化学模型的锂电池荷电状态估计

为提升电化学模型的实用性以及复杂环境温度下的适用性,解决锂离子电池内部状态难以快速精确估计的难题,本文设计了一种基于改进电化学模型的荷电状态估计方法。首先,通过有限差分法和Galerkin法分别对P2D模型的固液相方程进行降阶求解以描述电池内部锂离子浓度的实时状态,同时进一步融合等效电路模型,采用2个RC网络结构表征电池内部极化过程,并包含了与温度相关的特性,形成了适合荷电状态估计的低阶常微分系统,实现了电化学模型的有效简化和降阶,节约计算成本。其次,为了处理由于模型简化导致的模型不确定性和降低噪声干扰,引入平方根容积卡尔曼滤波,设计了宽工作温度下的锂电池荷电状态估计算法。结果表明,本文提出的基于改进电化学模型的荷电状态估计方法可以在不同温度及复杂工况下实现荷电状态的精确估计,宽环境温度下的最大误差小于1.6%。

带电子空穴传导的H-SOFC电化学模型与电池性能

通过应用电荷有效电导率概念,构建了一个模型来分析柱塞流动时带电子空穴传导的质子导体固体氧化物燃料电池的电化学性能,并进行了理论计算。探讨了输出电流密度、电池温度和电解质厚度等影响。研究结果表明,与纯质子导体H-SOFC相比,由于漏电作用,带电子空穴传导的H-SOFC有更低的开路电压,但其主要电势损失仍然是由电解质的欧姆极化损失和电极的活化极化损失引起的。漏电主要发生在小的输出电流情况下,即接近开路状态。此外,电池温度越高、电解质越薄,漏电现象越严重。为了提高能源利用效率并考虑漏电行为,电池应在较小的外部电流密度和适中的温度下工作。此外,电解质厚度也不宜太薄。

锂离子电池电化学模型发展与应用

锂离子电池是一个复杂的多尺度、多物理场系统。利用电化学仿真的方法可以模拟电池内部发生的化学、物理过程,预测电池行为,为优化电池系统设计提供理论支撑,从而减少电池开发的时间和成本。本文通过对相关文献的探讨,总结了电化学模型及其衍生模型,包括单颗粒模型、准二维模型、三维模型以及介观尺度模型,并介绍了几种重要的电化学模型参数的获取方法。对于电化学模型的不同使用场景,本文总结了电化学模型在锂离子电池内部温度与应力分析、寿命仿真和微观结构设计中的应用。介绍了利用模型研究电池内部锂离子浓度、电势和电化学反应速率的分布;归纳了利用耦合多物理场电化学模型模拟电池内部温度和应力分布,并预测电池运行期间的退化;总结了通过介观尺度电化学模型研究微观结构、参数对电池性能的影响,并为电极结构设计提供指导。综合分析表明,电化学模型在电池内部机理分析上有着很大的优势。最后,本文展望了锂离子电池电化学模型的发展方向。

基于质子导体固体氧化物燃料电池制备乙烯的电化学模型研究

本文建立了质子导体固体氧化物燃料电池(H-SOFCs)的电化学模型,分析电能与乙烯共产的H-SOFCs的电化学性能、法拉第效率和能量效率。模拟结果表明:基于H-SOFCs制备乙烯需要向外界吸收热量,升高温度有利于提高乙烷的转化率和降低电池的极化损失;在所模拟的H-SOFCs中,欧姆过电势和活化过电势占主导地位,而浓差过电势几乎可忽略不计;由于质子导体电解质存在不可忽略的电子电导,造成电池内部短路,形成泄漏电流,泄漏电流密度随着输出电压的升高而增大,导致法拉第效率和能量效率下降。

基于电池电化学模型的新能源汽车快充策略研究

电池作为新能源汽车的核心部件,其充电性能直接影响汽车的续航里程,而快速充电过程中会产生复杂的电化学反应和大量热量,可能损害电池性能。建立精确的电化学模型,可以深度解析快充对电池的影响,模拟不同充电策略下电池的温度场、电化学反应等,找出既能实现快速充电又能保护电池的最佳策略,这对指导工程实践,实现安全、高效快充尤为关键。该文利用电池电化学模型,对锂离子电池快充过程进行仿真分析,基于电池的热传导效应与电化学反应动力学,建立热电耦合模型,为新能源汽车快速充电技术的发展提供支持。

基于电化学模型的PEM燃料电池建模与仿真

基于PEM燃料电池的电化学模型,运用Matlab的Simulink仿真工具对系统进行建模及稳态、动态仿真分析.稳态分析主要研究了温度对电池电压和输出功率的影响;动态特性分析当电池电流突增和突降时,电池电压、输出功率、消耗功率、电池效率、电池等效内阻的动态响应.此模型也可用于电堆的仿真与设计,为燃料电池的优化与控制提供帮助.

锂离子电池简化电化学模型:浓度分布估计

为了降低锂电池电化学模型的计算复杂度,提出基于修正边界条件的简化电化学模型,用于估计锂电池内部的电解液浓度分布.采用Pade逼近技术分析简化电化学模型解析解,可得到降阶的分子-分母型传递函数模型.分别采用19.38A和193.80A的脉冲充放电工况进行仿真对比,结果显示所提出简化模型的最大相对误差分别约为0.867%和8.670%.时域和频域模拟仿真结果表明:相比于传统电化学模型,该简化模型对电池内部电解液相的浓度分布估计具有理想的精度,同时计算复杂度得到显著优化,具备实时应用的能力.

基于GA的车用锂离子电池电化学模型参数辨识

本文中旨在对车用锂离子电池电化学模型进行参数辨识。首先在锂离子电池平均电极模型基础上,利用均匀离散的有限差分法简化电化学模型。基于对模型特性和参数类型的分析,运用遗传算法先后对固相锂离子扩散动力学参数和模型中剩余的参数进行辨识。最终通过多倍率放电实验和NEDC循环工况实验验证了算法的有效性和参数的准确性。结果表明,算法辨识的参数可保证模型输出精度,低倍率放电时单体电压偏差在±0.03V左右。

基于电化学模型的全固态锂离子电池的放电行为

基于COMSOL Multiphysics仿真平台,建立一维电化学模型,研究放电倍率、电解质中的扩散系数、电极厚度等对全固态锂离子电池放电性能的影响。结果表明:随着放电倍率的增加,电池内部的极化增大;在放电的各个时间段,电池内部的极化情况也在发生变化。当扩散系数增加至初始值的5倍时,负极/电解质界面与正极/电解质界面的浓度梯度减小80%。电极厚度的变化影响扩散路径的长短,当电极厚度增加至原来的2倍时,1C放电时间缩短1.72%;电极厚度减小至原来的1/2时,1C放电时间增加0.46%。

炉渣中氧离子迁移的电化学模型

对渣相中氧离子迁移的电化学进行了研究，提出具有电化学特征的渣相氧离子流动力学模型此模型能较为全面地解释各种反应现象．实验数据与模型计算的对比，证明了所提出的反应机制的正确性．

包含液相扩散方程简化的锂离子电池电化学模型

锂离子电池的电化学模型对于电池特性分析和电池管理具有重要意义,但是准二维(P2D)模型复杂度太高,为了在保证模型精度的基础上尽量降低复杂度,本文提出了一种包含液相简化的P2D (LSP2D)模型,该模型首先基于电化学平均动力学将电池端电压化简成为仅耦合固相Li+浓度c_s和液相Li+浓度c_e的方程,然后进一步对表达c_s和c_e演化规律的偏微分方程进行抛物线近似化简,使得最终的模型由多项式组成.COMSOL仿真表明在放电倍率为1C时该模型与单粒子(SP)模型的估算精度和速度相当,但在放电倍率为3C时,该模型的估算时间比P2D模型减少了99.73%,与SP模型相当,估算精度相比SP模型有大幅度提升.

一种基于简化电化学模型的锂电池互联状态观测器

锂电池正、负极固相浓度分布以及荷电状态的精确估计对于开发锂电池工作状态的实时监控算法,进而构建高效、可靠的锂电池管理系统具有重要意义.本文基于多孔电极理论和浓度理论,提出基于扩展单粒子模型的锂电池关键内部参数识别的优化模型和方法;在该电化学模型简化的基础上,提出一种基于H_∞鲁棒控制理论框架的锂电池新型双向互联观测器,可同时实现对锂电池正、负电极浓度及荷电状态的估计,并通过对比分析不同工况下的仿真结果和实验数据,对所提出的互联观测器性能进行了系统验证.结果表明:所设计的互联观测器能够准确预测锂电池的输出电压和荷电状态,有效提高了锂电池系统模型的动态性能和鲁棒稳定性,为锂电池管理系统的开发奠定了理论基础.

预应力锚固结构腐蚀电化学模型可行性研究

目的探究自行设计研究锚固结构电化学模型的可行性。方法针对通用电解池存在的缺点,自行设计电解池,模拟岩土工程中锚固结构综合受应力腐蚀和电化学腐蚀的环境,使锚固结构沉浸在1.0%Na Cl溶液中进行腐蚀,并通过电化学方法进行检测,通过比较设计电解池与实验室电解池的测试结果,验证设计电解池的可行性。结果实验室模型和设计模型的实验结果相似性很高。结论所设计的电化学模型能够很好地研究锚固结构在综合因素作用下的腐蚀规律,装置是可行的。

基于电化学模型的锂离子电池荷电状态估计方法综述

荷电状态(SOC)的准确估计是电池管理系统的重要功能之一。当前,基于模型的方法是实现锂离子电池SOC估计最常用的解决方案。相比于等效电路模型(ECM),由于电化学模型(EM)能够实现耦合电化学机理的SOC估计,逐渐成为下一代高级电池管理系统的研究重点。然而,现有基于模型的锂离子电池SOC估计方法的研究大多集中在ECM上,很少对EM进行系统讨论。为此,该文针对基于EM的SOC估计方法进行了全面综述。首先,概述了EM的建模及参数识别方法;然后,对基于EM的SOC估计方法进行了讨论;最后,针对目前基于EM的SOC估计存在的挑战和未来发展趋势进行了讨论。该文提出的观点有望促进现有基于EM的高级电池管理系统算法的开发和应用。

细胞膜电势的几种电化学模型

细胞膜电势的几种电化学模型杨左海（咸宁医学院化学教研室湖北４３７１００）生物体的心脏跳动、血液流动、肌肉收缩、神经传导、大脑思维等活动，常常伴随着一定的电运动现象，可在专门仪器上显示出象心电图、肌电图和脑电图等。这些电现象是由于细胞膜存在一个内侧较负...

基于降阶电化学模型估算锂离子电池状态

提出一种锂离子电池降阶电化学模型,基于单粒子电池模型,通过拉普拉斯变换、帕德近似和离散化等处理,提高模型解算速度。该模型使用扩展卡尔曼滤波(EKF)算法设计电池状态估计器,具有较高的估计精度,除电压以外的状态量估计误差均低于1%,电压估计误差控制在约2%。在电池状态初始估计值有较大误差的情况下,可实现快速收敛。

基于电化学模型的车用锂离子电池安全快速充电算法

传统的快充方法可提升锂离子电池充电速度,但容易损害电池寿命,甚至造成安全问题。基于面向控制的锂离子电池电化学机理模型,提出了全新的快速充电算法。针对一款42Ah镍钴锰(NMC)三元锂离子电池,采用该算法进行了快速充电测试,讨论了开发策略中关键参数阈值电势、初始充电倍率的取值对算法效果的影响。结果表明:该方法实现了该款锂离子电池的安全快速充电,在保持电池不析锂情况下将电池充电速度提高了20.5%;算法中的阈值电势主要影响充电时间,而初始充电倍率影响负极过电势最低值。

生物质液体催化燃料电池的电化学模型

文章建立了生物质液体催化燃料电池的电化学模型,通过实验数据验证了模型的准确性,并利用电化学模型对实验结果进行分析。分析结果表明:电解液内阻损失是生物质液体催化燃料电池主要的内阻损失,设计合适的电流密度和电极厚度是降低内阻损失的关键;当电流密度下降20%,电极厚度下降60%,则电池内阻损失可下降约63%。该电化学模型易于在电池系统模型和经济性分析模型中集成,对于解决生物质液体催化燃料电池系统的设计、优化和控制等方面的问题具有重要作用。

亚铁离子还原二氧化锰的电化学模型

研究了在酸性溶液中用Ｆｅ￣（２＋）离子使二氧化锰还原的动力学，并着重研究了搅拌速度、二氧化锰的粒度、温度、Ｆｅ￣（２＋）离子的浓度和Ｈ＋离子的浓度对二氧化锰的还原反应的影响．当搅拌速度超过每分钟９００ｒ时，扩散阻力可以忽略不计，在这种情况下，还原反应的速度是由电化学反应所控制的；我们采用混合电位模型结合缩心模型来解释还原反应的动力学，混合电位模型原先是为了描述金属腐蚀过程而提出的模型．总的还原反应是用阴极半电池和阳极半电池反应写出的．我们利用坦夫尔（Ｔａｆｅｌ）方程作为推道反应速度方程的出发点．将得出的电荷传递系数值为０．５，这表明存在着对称的电荷势垒．阴极还原反应的动力学相对于质子的浓度而言是一级的．