提升蓄电池技术含量的开关电源模块

提升蓄电池技术含量的开关电源模块作者： 王桂风 ， 王桂光 ， 罗盛衡作者单位： 王桂风 (佛光照明公司 ,清远 ,511675) ， 王桂光 (南宁鑫威公司 ,南宁 ,530004) ， 罗盛衡 (深圳骏龙公司 ,深圳 ,518053)相似文献 (10条)1.会议论文 孙烨 超级电容储能电力系统直流电源 2006由于现代科技的高速发展，超级电容制造技术已完全成熟。用超级电容替代蓄电池作为储能装置，已不再存在技术上的困难。本文介绍了超级电容在电力系统直流电源中的应用优点，并提出了应用的解决方案。2.学位论文 文东国 能量回收系统中超级电容组均压策略的研究 2008随着能源危机日趋严重，新能源的开发与节能技术的研究日趋迫切，而新型储能元件—超级电容器的应用为能量回收开辟了一条新的道路。作为新型储能器件，超级电容器拥有其它储能器件无法比拟的优点—充放电速度快、功率密度高、使用寿命长。但由于其额定电压很低，一般为1V～ 3V，因此使用时需多节串联以达到实用电压值，而电容单体参数不一致必然导致单体电压不平衡。长此以往，势必严重影响超级电容组寿命及其工作可靠性。本文从超级电容器结构与工作原理入手，详细阐述了其各种特性，分析和比较了目前存在的各种电压均衡电路，确定了适合能量回收系统中超级电容组的电压均衡策略，提出了如下两种方法：一种是运用飞渡电容转移能量的思想，在飞渡电容与超级电容器之间加入 DC/DC变换器，对超级电容器恒流充放电，保证了电压均衡电路快速性。针对超级电容器单体电压低造成的 DC/DC变换器恒流控制困难的问题，本文采用了新型开关电源芯片 LTC3425及 LTC3418实现了恒流输出，仿真及试验结果验证了该方法的有效性。另一种方法为基于变压器的电压均衡法，该方法引入全桥逆变器和高频变压器构成了一种新颖的电压均衡电路。此方法容易获得超级电容器串联组平均电压值，使得对低于平均电压值的超级电容器充电非常方便。此方法以较低成本实现了电压均衡目的，并通过仿真和试验验证了该方法的有效性。以上两种方法均通过能量内部转移来完成电压均衡，达到了较高的均衡效率，适合用于能量回收系统中超级电容组的电压均衡。3.学位论文 闪星 纳米氧化物的制备及在超级电容中的应用 2002电动汽车由于能够很好的解决汽车的环境污染问题，因此近年来国内外开展了大量相关的研究工作。超级电容是一种介于电池和静电电容之间的新型储能元件，其功率密度比电池高数十倍，能量密度比静电电容高数十倍。利用超极电容和电池组成混合动力系统，能够很好的满足电动汽车启动、加速等高功率密度输出场合的需要。另外超极电容还可用作电路元件、小型用电器电源、直流开关电源等，近年来已经成为研究的焦点。国外已经有相应的产品在电动汽车上得到了运用，国内的研究则刚刚起步，因此开展超级电容的研究对促进我国电动汽车事业的发展具有很大的意义。我们采用了循环伏安、恒流充放电、 X射线衍射、透射电子显微镜、差热、红外光谱等实验方法和测试手段对超大容量电容器的电极物质的制备、电解质溶液的选取、正负极之间的搭配、组装技术的优化等问题展开了一系列研究。得出以下结论： 1．活性炭电极在 KOH溶液中，能够表现出较好的电容性质；电极的比容量随 KOH溶液的浓度的增加而有明显提高，在 30％的 KOH溶液中， -1.0 ～ 0.0V(vsSCE)电位范围内，其性能达到最佳，比容量达 200F／ g。4.学位论文 杨晨 纳米金属氧化物的制备及其超级电容特性研究 2004超级电容器是一种介于电池和静电电容器之间的新型储能元件 , 其功率密度比电池高数十倍 , 能量密度比静电电容器高数十倍 . 利用超级电容器和电池组成混合动力系统 , 能够很好的满足电动汽车启动、加速等高功率密度输出场合的需要 . 另外超级电容器还可用作电路元件、小型用电器电源、直流开关电源等 , 近年来已经成为研究的热点 . 国外已经有相应的产品在电动汽车上得到了运用 , 国内的研究则刚刚起步 , 因此开展超级电容器的研究对促进我国电动汽车事业的发展具有很大的意义 . 我们采用了循环伏安、恒流充放电、 X射线衍射、透射电子显微镜等实验方法和测试手段对超级电容器的电极物质的制备、电解液的选取及改性等问题展开了一系列研究.5.期刊论文 陶骞 . 刘开培 . 王禹民 . 秦亮 . TAO Qian. LIU Kai-pei . WANG Yu-min. QIN Liang 基于单周控制的新型环保储能式辅助开关电源 - 电力电子技术 2007,41(1)提出一种基于单周期控制超级电容器储能的单相并联型辅助电源装置 . 该电源装置在系统正常运行条件下具有并联型有源滤波器的滤波功能及动态无功补偿功能 . 当负荷由重载突变为轻载 , 甚至空载时 , 它能快速吸收突减的有功功率 , 当系统发生大的波动或短时供电中断时 , 它可向负载短时提供全部功率. 实验研究表明 , 该装置能有效改善负荷品质 , 提高电能质量 , 增强负荷供电的可靠性.6.学位论文 杨惠 二氧化锰的制备及超级电容性能研究 2006超级电容器是一种介于电池和静电电容器之间的新型储能元件，与蓄电池相比具有较高的比功率，与静电电容器相比具有较大的比容量，而且运行温度范围宽、循环寿命长，能够满足电动汽车启动、加速等高功率输出的需要。同时也能应用于电路元件、小型用电器和直流开关电源，具有广阔的应用前景，近年来成为研究的热点。本文研究了几种超级电容器 MnO2电极材料的制备方法。采用循环伏安 (CV)、恒流充放电、交流阻抗测试 (EIS)、 X射线衍射 (XRD)、扫描电子显微镜(SEM)以及透射电子显微镜 (TEM)，对 MnO2电极及超级电容器的性能进行测试，对 MnO2电极材料的形貌进行表征。采用动电势沉积法制备了 MnO2电极材料，考察了反应条件对沉积物性能的影响，当沉积液浓度为 1mol/L、扫描速度为 50mV/s、扫描次数为 200次时， MnO2微粒由小的纳米棒组成，直径为100～ 200nm，长度为 0.5～ 1.0μ m。在 2.0mol/L(NH4)2SO4电解液中、 0.25-0.95V(vs.SCE)的电势区间内，该电极在 10mA恒流充放电时的平均放电比容量为 505.7F/g，进行千次循环后，电极的充放电效率在一定程度上有所提高，等效串联电阻仅为 0.26Ω。采用液相氧化 -还原法制备了 MnO2电极材料，实验考察了反应温度、分散剂等对产物性能的影响，电化学测试结果表明，循环伏安曲线呈现出良好的方形特征，以 5mA恒流充放电时的平均放电比容量为138.7F/g(由γ -MnO2和α -MnO2构成 )和 81.3F/g(α -MnO2)。采用溶胶 -凝胶法制备了纳米 MnO2材料，由α -MnO2和γ -MnO2构成，颗粒的平均粒径为 30nm左右。该电极与碳电极、琼脂膜组装成超级电容器，电解液为 1.0mol/L(NH4)2SO4和 1.0mol/LMgSO4的等体积混合电解液。在 0～ 1.4V电位范围内，以100mA的电流进行恒流充放电测试，结果显示电容器的放电比电容为 58.8F/cm3，充放电效率为 94.1﹪。7.学位论文 石庆沫 碳基有机电解液双电层超级电容器的研究 2006电化学超级电容器是一种介于电池和静电电容之间的新型储能元件，具有功率密度比电池高，能量密度比静电电容高的优点，被认为是一种高效、实用的新型能源。利用超级电容和电池组成混合动力系统，能够很好地满足电动汽车启动、加速等高功率密度输出场合的需要。另外，超级电容还可以应用于很多领域，例如：燃料电池、移动电话、微机电路元件、小型用电器电源和直流开关电源等。活性炭因其低廉的价格、良好的性能及长久的循环寿命等优点，被用作电容器电极的活性材料。近年来碳基超级电容器已经成为研究的热点，国外已经有活性炭超级电容器产品运用在电动汽车上，因此开展超级电容器的研究对促进我国电动汽车事业的发展具有重大意义。根据储能原理，超级电容器可分为双电层电容、法拉第准电容和混合电容三种类型。实验中采用了循环伏安、恒电流充放电、交流阻抗及等效电路模拟分析等测试方法，对双电层电容器的电极制作工艺及其优化、电解质溶液的选取、电容器的组装及放大和酚醛树脂基活性炭材料的制备等问题展开了一系列研究。实验验证，活性炭电极在浓度为 1mol/L的 LiPF6/EC+DMC溶液中具有良好的电容性能。重点研究了碳电极的制作工艺，考察了各个工艺条件对碳电极性能的影响，得出最佳的工艺条件并对电容器进行优化，优化后的电容器单体比容量达到 31.78F/g，电压达到 3V，等效串联内阻为 0.12Ω，循环 5000次后，比容量衰减 1.26﹪，此时电容器的漏电流为 1.5mA。以银丝 (Ag)为参比电极，考察活性炭单电极在有机电解液中的电化学性能，结果显示，碳基电容器的正负极在相同的电极载碳量时，比容量分别达到 72.23F/g、 143.83F/g，调整正负电极活性炭质量比为 2： 1后，组装的电容器单体比容量达到 33F/g，比调整前提高 3.83﹪，循环 5000次后，衰减仅为0.9﹪。成功地制备了千法拉级超大容量电容器，总电容量达到 1161.95F。以 NaOH作为活化剂，酚醛树脂为原料，研究了制备活性炭的工艺过程，结果显示，电容器的比容量达到了 35.68F/g，比原有活性炭材料的比容量提高了 8.12﹪。8.学位论文 卢肖永 碳纳米管与二氧化锰复合材料在超级电容器中的应用研究 2005电化学超级电容器是一种介于电池和静电电容之间的新型储能元件，具有功率密度比电池高，能量密度比静电电容高的优点。利用超级电容和电池组成混合动力系统，能够很好的满足电动汽车启动、加速等高功率密度输出场合的需要。另外超级电容器还可用作电路元件、小型电器电源、直流开关电源等，近年来已经成为研究的焦点。根据储能原理，超级电容器可分为双电层电容和法拉第准电容两种类型，电极材料主要有碳材料、金属氧化物和导电聚合物。本文采用了循环伏安、恒电流充放电、交流阻抗、 X射线衍射、透射电子显微镜等实验方法和测试手段对超大容量电容器的电极活性物质材料及电极制作工艺、电解质溶液的选取等问题展开了一系列的研究。得到了一些有意义的结果。本文通过考察碳纳米管电极在中性电解液中的电容特性，实验结果表明碳纳米管电极在中性和碱性电解液中表现出良好的电容特性，循环伏安曲线没有法拉第电流出现，形状类似于矩形，对称性良好，说明双电层是这种碳材料储存能量的主要方式且正负极比容量相当，比容量可达 45-70F/g。本文首次研究了用高锰酸钾和硫酸锰反应合成的二氧化锰与碳纳米管复合材料作为电极材料在中性电解液中的超级电容特性，其中碳纳米管既可以起到导电剂的作用，改善二氧化锰的导电性能，又可以产生较大的双电层电容。当电极材料中二氧化锰和碳纳米管占 50： 45的比例时，复合材料的电极在0.5mol/LNa2SO4溶液中表现出良好的电容性能，其比容量可达 200.5F/g。虽然论文中如二氧化锰的改性、开发新的集流体、开发新的电解液等方面还有待进一步研究，电容器的一些相关技术还有待进一步完善，但本文在电极材料的制备、测试及电容器的组装等方面提供了一些有价值的方法，对于超级电容器的深入研究具有一定实际意义。9.期刊论文 李丹 . 张汉雄 . LI Dan . ZHANG Han-xiong 馈线终端装置工作电源及被控开关电源的探讨 - 广东电力2010,23(7)介绍了目前配电网中馈线终端装置 (feeder terminal unit,FTU) 及被控开关的 3种普遍供电方式 , 分析了其存在的缺陷 , 并且针对这些问题提出了 2种电源方案 , 分别是电流互感器 (current transformer,CT) 电源方案和基于超级电容器 -蓄电池的混合电源方案 .CT电源方案是从 CT采集能量 , 为 FTU和被控开关提供电源 , 具有较高的性价比 ; 基于超级电容器 -蓄电池的混合电源方案综合利用蓄电池放电时间长和超级电容器储能巨大的特点 , 在线路故障时由蓄电池提供 FTU工作电源 , 由超级电容器提供被控开关的操作电源.10.学位论文 胡军 超级电容器电极材料及相关技术的研究 2006超级电容器是一种介于传统静电电容器和二次电池之间的新型储能装置。它具有功率密度高、能量密度高、寿命长、充放电效率高、无污染等特点。利用超级电容器和电池组成混合动力系统，能够很好的满足电动汽车启动、加速等高功率密度输出场合的需要。另外它也能用作电路元件、小型用电器、直流开关电源等用途，具有广阔的应用前景，近年来已经成为研究的热点。根据储能原理，超级电容器可以分为双电层电容器和法拉第准电容器两种类型。电极材料主要有碳材料、金属氧化物和导电聚合物。本文选定高比表面积碳纳米材料、廉价的氧化改性氢氧化镍为电极材料，通过 X射线衍射(XRD)、 X射线光电子能谱 (XPS)等对电极材料进行了表征，结合恒流充放电测试对电极材料的电容特性进行了考察，系统地研究了超级电容器的电极材料制备工艺、电容特性和电容形成机理。主要研究内容如下：1. 研究了以烟煤为原料，微波为加热源，碱金属氢氧化物为活化剂制备超级电容器用高比表面积活性炭。微波加热法具有污染小、加热效率高、操作控制容易等优点。微波辐射烟煤制备活性炭时，活化剂的用量及微波辐射时间对活性炭的吸附性能、收率、电容性能影响很大。在微波功率为 800W、活化时间为 7分钟、 KOH与烟煤的质量比为 3的条件下制备的活性炭，其亚甲基蓝吸附值达 598mg/g，其比电容量达到 72.4F/g.另外以此活性炭作为电极材料的超级电容器具有良好的充放电性能，既可以小电流长时间放电，又可以大电流短时间放电，并且具有良好的充放电循环稳定性，经过 400次以上充放电循环后活性炭的比电容下降仍不超过 5％。2. 研究了在以 KOH水溶液为电解质溶液时，不同正 / 负极质量比的炭基双电层电容器的电化学行为。实验发现当正 / 负极质量比约为 1.5∶ 1时，电容器的比电容量最大，可达 62.6F/g：其工作电压可以提高至 1.2V，可以有效改善炭基双电层电容器的能量密度；而且双电层电容器的内阻最小，功率性能最佳。3. 研究了在活性炭中掺入一定量的氧化改性氢氧化镍作为超级电容器的正极活性物质，通过恒流充放电测试考察了掺入氧化改性氢氧化镍的活性炭正极与纯活性炭负极组成的复合电容器在不同充放电条件下的电化学电容特性。实验发现，该复合电容器的稳定工作电压可提高至 1.3V，并具有较高的比电容量，可以有效地提高了电化学电容器的能量密度，与纯活性炭型电容器相比，其能量密度可以增加 70％ -85％。同时，这种复合电容器具有较长的循环充放电寿命和较低的自放电率。本文链接： http://d.g.wanfangdata.com.cn/Conference_6581142.aspx授权使用：哈尔滨理工大学 (heblgdx) ，授权号： 328658c3-8d0b-4389-bafc-9e2400bae272下载时间： 2010年 11月 4日