考虑健康状态指标与“记忆效应”的镉镍蓄电池SOC估算模型

如何通过在线监测的直接测量参数准确估计电池荷电状态(State of Charge,SOC)与健康状态(State of Health,SOH),是蓄电池管理系统建立的核心与关键。设计的SOC估算方法为镉镍蓄电池管理系统有效地监测蓄电池组性能状态和寿命状态提供基础,有助于动车组在运行过程中的安全预警;同时,为蓄电池检修与维护策略优化提供数据支撑,助力国家可持续发展战略。从蓄电池不同寿命阶段内的充电起始电压序列中提取出可描述当前最大容量的潜在特征,通过F检验(F-Test)与主成分分析(Principal Component Analysis,PCA)进行特征筛选与特征融合,获得蓄电池健康状态指标;由充放电循环试验中采集到的不同寿命阶段内的放电终止电压建立镉镍蓄电池“记忆效应”的近似表达函数;基于此,采用基于Bagging的随机森林构建放电过程中蓄电池两端电压与SOC间的关联模型,可在蓄电池放电过程中实现基于放电电压的SOC估算。最终,试验结果显示:通过SOC估算值与实际测量值的对比,得到模型均方根误差(Mean Square Error,MSE)和平均绝对误差百分比(Mean Absolute Percentage Error,MAPE)分别为0.1486和0.8112%,证明了所提出的SOC估算模型取得了较高的估算精度与较强的鲁棒性,为在线监测镉镍蓄电池SOC提供基础。

低轨道卫星镉镍蓄电池组在轨性能分析

介绍了XX-1B卫星用镉镍蓄电池组的技术特点、地面测试情况以及在轨性能。根据地面试验和在轨表现,对镉镍蓄电池组的寿命进行预计,并对镉镍蓄电池组在轨管理提出建议。

镉镍蓄电池内阻特性研究

介绍了电池内阻及两种电池模型,阐述了交流电桥法测量电池内阻的原理。经过对多种圆柱型密封镉镍蓄电池组用不同的充、放电制度进行电池内阻特性研究实验,表明了镉镍蓄电池在充、放电过程中内阻值波动较大,随充、放电程度的加深内阻增大;在充、放电后期电池内阻上升速率加快;当充电态内阻变化△R比放电态的大时,电池性能更优良;电池内阻过大,充放电过程中△R偏高,充电效率极低,则电池性能差、寿命短。

航空机载镉镍蓄电池组的故障分析

本文对航空机载镉镍蓄电池组进行了详细的FMEA分析,建立了故障树的定性与定量分析模型,提出了相应的故障预防措施。结果对于该类蓄电池的可靠性设计具有较大的指导作用。

临界倾角轨道卫星镉镍蓄电池维护策略研究

结合临界倾角轨道特性,梳理了影响镉镍蓄电池组性能的因素,给出了调整镉镍蓄电池组在轨维护策略的时机,并提出了在全日照时期对镉镍蓄电池实施低温低荷电态存储的具体措施。根据多颗卫星的在轨飞行经验,提出了镉镍蓄电池组在轨维护的操作步骤。经过实践证明,调整措施对延缓蓄电池组衰减及延长蓄电池组寿命效果良好。

吸氧辅助电极的应用——用于低轨道卫星全密封镉镍蓄电池

在镉镍全密封蓄电池内部增加吸氧辅助电极———Ag Hg电极 ,同时采取两阶段充电控制等措施 ,从而成功地将地球同步轨道卫星镉镍蓄电池的第三电极信号电压充电控制方法应用于低轨道卫星上 ,不仅避免了低轨道卫星镉镍蓄电池大电流充电后期造成的极化对充电控制信号的影响 ,而且改善了充电后期效率 。

温度对密封镉镍蓄电池容量的影响

对GNYZ3蓄电池在10～40℃温度变化范围内,进行了三种不同条件容量的试验。这三种条件分别是充、放电均在同一温度下进行时,其温度在10～40℃范围内;不同温度充电,放电温度不变(在20℃进行);充电均在20℃进行,改变放电温度。通过试验验证了密封镉镍蓄电池容量受温度影响较为敏感,充电温度升高,蓄电池容量显著下降,主要是温度对充电效率影响较大。在(20±5)℃下充放电时电池容量为最佳值,温度高于25℃容量下降明显。放电时温度影响虽小,但仍为(20±5)℃时容量最好。同时还发现,蓄电池的容量随循环次数增加而提高,充电电压随温度降低而升高。

粘结式开口型镉镍蓄电池研制

研制了一种粘结式开口方型GN3镉镍蓄电池.这种电池采用三联体塑料外壳,紧密装配结构,额定电压3.6V,额定容量3Ah,具有优良的中倍率放电性能和充电性能,最高放电倍率达到5C_5.其寿命试验按IEC标准求已进行500次,仍有85%以上剩余容量.所用粘结式镍、镉电极采用直接碾压成型工艺,多网电极结构,面积可任意切割,工艺简单,成本低廉.

容量均匀性对镉镍蓄电池组寿命的影响

分析了影响镉镍蓄电池组寿命的原因 ;为了提高镉镍蓄电池组寿命 ,分别对容量一致性不同的电池组进行了测试 ;实验结果表明 :提高容量的一致性 ,可以有效地延长电池组的循环寿命。

星用镉镍蓄电池组的充退磁效果研究

目的研究国内低轨道卫星常用的储能电源镉镍蓄电池组的充退磁效应。方法在零磁场环境下,研究不同的充退磁参数(强度、频率、波形等)与充退磁效果的关系,考察其抗磁污染的能力以及不同的退磁场对其磁效应的影响。结果镉镍蓄电池组比较容易充磁,退磁强度为4.5 m T,频率为1.5 Hz,三方向退磁效果比较好。结论提出了适合镉镍蓄电池组的充退磁参数,提高了航天器部件磁试验的可靠性。

镉镍蓄电池与铅酸蓄电池的比较及在电力系统中的应用

近10年来,我国在镉镍蓄电池和镉镍蓄电池直流系统成套装置的科研、设计、制造方面有了很大地发展,高、中、低倍率镉镍蓄电池的生产水平,分别达到80、800、1000Ah;镉镍蓄电池直流系统成套装置不断更新,品种、规格较多,并远销国外。目前这两项产品的性能和质量已接近国际水平。以上产品不仅在中小型火电厂、水电站和110kV 及以下变电所推广使用,而且在较大容量的发电厂和220kV 变电所也有试点,并有继续扩大应用的趋势。湖南省电力勘测设计院,在耒阳发电厂(2×20万kW 机组)直流系统设计中,首次选用了300、500Ah 中倍率镉镍蓄电池组,调试和运行情况表明,效果良好,达到预期效果。此项成果于1989年12月14日通过了由能源部电力规划设计管理局主持的技术鉴定。本期就上述产品的设计、制造、应用和新技术作专栏报道,以期推动镉镍蓄电池在电力工程中广泛应用。

10GNYG4镉镍蓄电池组充电方法的研究

通过对１０ＧＮＹＧ４ 镉镍蓄电池组用３ 段间歇法充电，研究了不同的充电终止电压和不同间歇时间对总充电时间、电池组容量的影响。实验结果表明：在环境温度约为１０ ℃时，第１、第２ 阶段以１６ ．０Ｖ、第３ 阶段以１５ ．５Ｖ为充电终止电压，各充电段之间间隔５ｍｉｎ 最为合适，能有效地提高充电效率并使电池组容量达到最大值，且能有效地减少充电时间和电池充电后期气体的析出，延长电池组的循环寿命。

一种镉镍蓄电池在轨活化通用设计方法

提出了一种卫星镉镍蓄电池在轨活化通用化设计与实现方法,利用卫星软件根据实时遥测数据,自主进行镉镍蓄电池在轨活化处理;解决了传统航天器地面采用预设V-T曲线进行镉镍蓄电池的充放电人工控制时,由于电流遥测频率较低且负载工作电流变化模式多,境外的参数无法实时获取等原因,无法获取准确的充放电电量,不易通过深放电实现镉镍蓄电池在轨活化处理的问题;进一步对该方法进行通用化设计,可适用于采用电量计控制的各种航天器镉镍蓄电池,提高镉镍蓄电池寿命末期输出能力,延长航天器电池使用寿命。

国外电厂直流系统镉镍蓄电池选型设计

镉镍碱性蓄电池在国内发电厂、变电站已经极少采用,但在国外电厂中仍有部分应用,镍镉碱性电池具有放电倍率高,安装方便,使用寿命长和环境温度适应性强等优点。给出了印度尼西亚某2×150 MW工程机组直流电源系统的负荷统计,并详细论述了蓄电池个数,类型和容量的选择计算,同时简单介绍了镍镉碱性蓄电池的安装维护。

航空镉镍蓄电池可靠性初步预计探讨

在国外文献对空间蓄电池可靠性预计模型分析的基础上，采用相似分析法引出航空镉镍蓄电池的可靠性初步预计模型、计算方法及简化手段，以便于同类镉镍电池的可靠性初步设计。

变电站采用镉镍蓄电池的设计配置

近年来,烧结式镉镍蓄电池发展日益成熟,应用范围越来越广.在我区一些新建的110KV及以下变电站和小型电厂中基本上采用高倍率镉镍蓄电池作为直流操作电源,取代了原使用的硅整流电容储能、复式整流及铅酸蓄电池.这是由于镉镍蓄电池具有如下主要优点:

超高倍率镉镍蓄电池启动放电性能一致性研究

通过实验阐述了容量、充电态内阻对电池大电流启动放电性能的影响,特别强调超高倍率镉镍蓄电池的放电电压不仅与电池容量有关,更与电池充电态内阻有关。针对生产中单体电池容量和内阻的离散性大的问题进行了分析研究,依据电池性能一致性的规律在生产中控制极板厚度误差在±0.02mm内,极组质量误差不超过0.04g,隔膜厚度误差在±0.003mm内,面电阻误差在±0.01Ω·cm2范围内,规定极耳与极柱间紧固力矩值。从根本上保证单体电池大电流启动放电性能一致,使电池组具有稳定的性能。

空间用镉镍蓄电池组在轨性能评估技术研究

镉镍蓄电池组是我国小卫星的主要储能装置,合理准确的蓄电池组在轨性能评估技术可以有效地预计电池组运行状态。介绍了在轨评估对象的选取方法,研究了电压评估、电量评估技术,通过在轨实际数据对上述方法进行了验证。该评估技术为空间用镉镍蓄电池组在轨性能评估技术提供了新的思路,可作为制定在轨管理策略、采取在轨操作的参考。

航空镉镍蓄电池低温启动性能研究

分析研究了国内外航空镉镍蓄电池目前低温启动性能的研究状况及改进方向,并在原烧结极板电池结构基础上,通过采用不同隔膜、不同电解液添加剂进行试验,使研制的GNC40型航空镉镍蓄电池满足低温-20℃启动要求。