基于三端口变换器的混合式电源控制策略研究

结合了超级电容器和蓄电池的混合式电源,能充分发挥超级电容器功率密度大和蓄电池的能量密度大的优点,大幅度提高电源性能,满足电动汽车、光伏等具有脉动性负载的要求。对混合式电源中将超级电容器和蓄电池连接起来的功率变换器进行了研究,用带有双向三端口DC-DC变换器替代了常用的单端口双向DC-DC变换器,并提出了一种适用于双向三端口DC-DC变换器能兼顾电池电性能和系统稳定性的控制策略。在MATLAB仿真环境下,建立了系统仿真模型,对其充放电情况进行仿真,验证了变换器结构和控制策略的有效性。

碱金属基底和吸附强弱对石墨烯态密度的影响

应用固体物理理论和方法,探讨了碱金属(锂、钠、钾、铷、铯)、石墨烯以及碱金属基外延石墨烯的态密度,进一步得出碱金属基底和吸附强弱对外延石墨烯态密度的影响。结果表明:碱金属基底、单层石墨烯、碱金属基外延石墨烯的态密度曲线均相对于能量x=0对称,但变化情况不同;碱金属基底的态密度和碱金属基外延石墨烯的态密度的极大值均随原子序数的增加而增大;碱金属基吸附石墨烯越强,金属基外延石墨烯的电子出现较大能量的概率以及电子最可几能量越小(铯元素除外)。

石墨烯低温热膨胀和声子弛豫时间随温度的变化规律

考虑到原子非简谐振动和电子-声子相互作用,用固体物理理论和方法研究了石墨烯格林艾森参量和低温热膨胀系数以及声子弛豫时间随温度的变化规律,探讨了原子非简谐振动项对它们的影响.结果表明:1)在低于室温的温度范围内,石墨烯的热膨胀系数为负值,随着温度的升高,其热膨胀系数的绝对值单调增加,室温热膨胀系数为-3.64×10^(-6)K^(-1);2)简谐近似下的格林艾森参量为零.考虑到非简谐项后,格林艾森参量在1.40-1.42之间并随温度升高而缓慢增大,几乎成线性关系,第二非简谐项对格林艾森参量的影响小于第一非简谐项;3)石墨烯声子弛豫时间随着温度的升高而减小,其中,温度很低(T<10 K)时变化很快,此后变化很慢,当温度不太低(T>300 K)时,声子弛豫时间与温度几乎成反比关系.

CoO的热性能变化规律

考虑到原子非简谐振动,建立物理模型,求出氧化钴(CoO)的原子振动的简谐系数和非简谐系数,应用固体物理理论,得到德拜温度和阻尼系数、特征寿命以及定容比热随温度的变化规律,探讨了原子非简谐振动的影响.结果表明:①CoO的德拜温度、阻尼系数和定容比热均随温度升高而增大,而特征寿命却减少,其中,德拜温度、阻尼系数和特征寿命随温度的变化非常缓慢,每升高1 K,德拜温度仅升高0.001%,而阻尼系数仅升高0.0002%,特征寿命减少约0.0002%;②定容比热随温度升高是非线性增大,其中,温度较低(T<100 K)时,近似遵从T^(3)变化规律;温度较高(T>1300 K)时,趋于常量;③非简谐振动对材料的德拜温度、阻尼系数、特征寿命和定容比热均有重要影响:若不考虑原子的非简谐效应,则CoO的德拜温度、阻尼系数、特征寿命为常量,考虑到原子非简谐振动后,则德拜温度、阻尼系数随温度的升高而增大,而特征寿命随温度的升高却减少,热容量的值比不考虑非简谐效应的值稍有减小.温度愈高,简谐与非简谐的值的差愈大,即非简谐效应愈显著.

非简谐振动和吸附对金属基外延石墨烯吸附系统电导率的影响

考虑到吸附原子与外延石墨烯原子的相互作用以及石墨烯原子的非简谐振动,研究了外延石墨烯吸附系统的电导率随温度变化的规律.以吸附在Cu和Ni基外延石墨烯上的W原子的系统为例,探讨了原子非简谐振动和吸附对电导率的影响.结果表明:①金属基外延石墨烯吸附系统的电导率随温度升高而减小,不考虑声子电子的相互作用和吸附时,系统的电导率随温度升高而增大,但变化极小;②声子电子相互作用引起的电导率改变量随温度升高而减小,几乎与温度成反比;③吸附引起的电导率改变量在温度不太高(低于600 K)时可以忽略,而温度较高时则随温度升高而迅速增大,温度达到1000 K时,吸附对电导率的影响可占总量的4.35%;④原子非简谐振动对系统的电导率有重要影响.简谐近似时,电导率几乎与温度成反比.考虑到原子非简谐振动后,电导率比简谐近似的值增大,温度愈高,非简谐效应愈明显.

非简谐振动对半导体基外延石墨烯热电效应变化规律的影响

本文建立了半导体基外延石墨烯的物理模型,考虑原子的非简谐振动,研究了它的杂化势以及热电势随化学势和温度的变化规律,探讨了原子非简谐振动对热电效应的影响.对硅基外延石墨烯热电势的研究结果表明:简谐近似下,杂化势与温度无关;只考虑到第一非简谐项,杂化势随温度升高而增大;同时考虑到第一、第二非简谐项,则杂化势随温度升高而减小.在给定温度下,外延石墨烯的热电势随化学势的变化在化学势为0处不具左右对称性,且在化学势为±0.25 eV附近有突变;给定化学势时,外延石墨烯热电势与单层石墨烯相似,均随温度升高而非线性减小,但外延石墨烯的值大于单层石墨烯的值;与简谐近似相比,非简谐效应会减小外延石墨烯热电势的值但减小量很小.非简谐效应对热电势的影响随温度的升高而缓慢增大,大小在0.23%~0.25%之间.