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期刊信息/Journal information
储能科学与技术
化学工业出版社
储能科学与技术

化学工业出版社

丁玉龙

双月刊

2095-4239

energystorage_cip@163.com;esst_edit@126.com

010-64519601/9602

100011

北京市东城区青年湖南街13号

储能科学与技术/Journal Energy Storage Science and TechnologyCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>《储能科学与技术》（Energy Storage Science and Technology）是化学工业出版社、中国化工学会联合主办的国内唯一的储能专业期刊，由中国石油和化学工业联合会主管，国内统一刊号CN 10-1076/TK，中国科学引文数据库核心期刊（CSCD）、中国科技核心期刊，中国化工学会及储能工程专委会会刊。目前已被美国《乌利希期刊指南（网络版）》（Ulrichsweb）、英国科学文摘数据库（INSPEC）和美国《化学文摘（网络版）》（CA）收录，荣誉主编为英国伯明翰大学丁玉龙教授。
正式出版
收录年代

    基于改进模型与优化自适应CKF的锂离子电池快速变温工况下的SOC估计

    廉高棨叶敏王桥李岩...
    1667-1676页
    查看更多>>摘要：为实现锂离子电池在快速变温环境下高精度强鲁棒性的状态监测,本文提出了一种基于改进电池模型与优化自适应容积卡尔曼滤波器的锂离子电池荷电状态估计方法.首先,讨论了伪二维电化学模型与等效电路模型中对于电池荷电状态定义上的差异,并通过中间变量来修正传统等效电路模型中安时积分法计算得到的荷电状态结果,提出了一种新的改进电池模型.其次,基于多组恒温环境下所获得的锂离子电池开路电压测试数据与动态应力测试工况数据获取了所建立模型与环境温度相关的各项参数.同时,基于矩阵对角化原理与协方差矩阵自适应原理改进了传统的容积卡尔曼滤波器,进一步提升了整体算法的稳定性和处理随机采样噪声的能力.最后,在快速变温环境中6组不同的电池工况下验证了所建立改进电池模型的精度以及存在随机采样噪声干扰时所提荷电状态估计方法的有效性.结果显示,所提出的荷电状态估计方法适用于快速变温环境下的各类电池工况,在随机采样噪声干扰下估计结果的均方根误差均在1.3%以内.

    锂离子电池荷电状态变温环境改进电池模型优化自适应容积卡尔曼滤波

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    数据分布多样性对锂电池SOC预测的泛化影响

    何林刘江岩刘彬李夔宁...
    1677-1687页
    查看更多>>摘要：数据驱动模型预测荷电状态(SOC)依赖高质量的实验数据,在应用于实际使用场景下的分布多样的锂电池组数据时会出现预测的准确性不稳定即泛化能力差的情况,限制了模型的实际应用.研究实际场景下的大规模数据的分布多样性对SOC预测模型的泛化性影响具有重要意义.因此,对32个锂电池组的实际运行数据集进行研究,采用经典算法与多输入多输出(MIMO)策略结合来预测多步SOC,对每份数据分别建立模型进行SOC预测,研究了不同算法的应用效果并分析了数据分布多样性对模型的泛化能力的影响规律.结果表明:对大规模的锂电池组数据,LR-MIMO模型训练精度普遍优于RF-MIMO、KNN-MIMO、LSTM-MIMO模型,其预测未来0.5 h的SOC的R2一般在0.98及以上,MAPE基本低于0.05.与其他模型相比,LR-MIMO模型有优秀的预测性能,预测其他数据集的R2基本在0.95以上.而KNN-MIMO模型的预测精度与RF-MIMO模型相当,R2大致在0.7以上,LSTM-MIMO模型的预测性能因数据集不同存在较明显的差异;当数据满足SOC与电压的相关系数≥0.9、SOC和电压分布范围广、核密度曲线呈左偏趋势、分布较均匀时,可使模型训练精度提高.

    锂离子电池荷电状态数据驱动分布多样性泛化性

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    基于AUKF的可穿戴式设备用锂离子电池SOE在线估计方法

    柳明贤李继标唐炳南杨毅...
    1688-1698页
    查看更多>>摘要：可穿戴式设备(wearable devices,WDs)体积小、工作时间长,在工业监测等领域应用越来越广泛.锂离子电池为WD上电子设备提供能量,其准确的能量状态(state of energy,SOE)在线估算对 WDs的电源实时管理与延长设备寿命有重要影响.传统的基于模型的估算方法需要离线获取SOE与开路电压(open circuit voltage,OCV)的关系,实验时间长,不能适应实际工况变化,难以在线实施,本工作提出一种基于开路电压(open-circuit voltage,OCV)在线辨识的可穿戴式设备用锂离子电池SOE在线估算方法.首先基于锂离子电池的一阶RC模型,采用带遗忘因子的递推最小二乘法(forgetting factor recursive least squares,FFRLS)在线辨识电池OCV等参数.分析了WDs运行负载变化特征,构建了WD运行工况和参数辨识工况,并开展锂离子电池实验.结合WDs工作负载特性,研究了开路电压和端电压的关系,在线获得OCV与SOE的关系曲线.采用无迹卡尔曼滤波(adaptive unscented Kalman filter,AUKF)算法实现SOE的在线估计,与传统通过离线实验获得OCV-SOE关系的方法进行了对比.研究结果表明,所提的SOE在线估算方法具有较好的精度,并在不同的SOE初始值时具有较好的鲁棒性.

    可穿戴式设备SOE估算OCV在线辨识自适应无迹卡尔曼滤波

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    锂电池极片辊压过程力学行为与结构

    谢欣兵杨凯悦杜晓钟
    1699-1706页
    查看更多>>摘要：辊压是锂离子电池极片制备过程中的关键步骤,其结果将会影响电池的一致性和安全性.极片作为一种由集流体(金属)和涂层(非金属)组成的复合材料,无疑增加了辊压变形机理的复杂性.本研究采用离散元(DEM)模型表征锂电池正极片涂层部分,对极片辊压过程进行了数值模拟;制备了锂电池正极片,并完成了不同程度压下的辊压实验.辊压数值模拟结果与实验观测结果展现了较好的一致性,验证了模型的准确性,分析了整个辊压过程极片的形貌演变,揭示了辊压变形的实质,获得了辊压过程涂层与集流体结合界面处的载荷,并对界面结合处进行了深入分析.结果表明:DEM模型模拟可以获得极片微结构演化过程和真实力学行为;随着辊压压下量的不断增加,集流体所受最大应力呈线性上升趋势;涂层部分活性颗粒间紧密度明显增加是辊压变形的根本原因;部分涂层活性颗粒嵌入集流体表面,使集流体产生明显的塑性变形,并伴有应力集中现象.为进一步探索极片辊压过程提供了研究思路和有价值的见解.

    锂电池极片辊压离散元法

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    压缩空气储能储气库热力学改进的数学模型

    李杨
    1707-1709页
    查看更多>>摘要：为提高压缩空气储能系统效率,实现对能量与储气资源的高效利用,提出了一种针对压缩空气储能储气库热力学改进的数学模型.该模型基于热力学基本原理,对储气库中的空气压缩、储气加热、热量存储与热量释放行为进行描述,并考虑了各种可能的热力学改进方法.通过模拟和分析,模型揭示了压缩空气储能系统的热力学特性和效率问题,可为实际系统的设计和改进提供理论支持.

    压缩空气储能储气库热力学改进数学模型效率优化

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    不同支撑结构的固体氧化物燃料电池数值模拟分析

    刘鑫宇张安安廖长江
    1710-1720页
    查看更多>>摘要：固体氧化物燃料电池(SOFC)是一种高效的发电系统,能够直接将化学能转换为电能.如何保证电池高效且稳定地运行是亟待解决的问题.本工作建立了单片的平板式固体氧化物燃料电池的三维模型,涉及电化学、传质和传热等多个物理场的耦合,通过COMSOL Multiphysics有限元仿真软件对模型进行数值计算并验证模型,其I-V曲线表明数据误差小于6%.在该模型基础上,开发了基于阴极及电解质支撑的SOFC的三维模型,并继续研究了不同操作参数、支撑结构对SOFC的输出功率、温度等诸多因素对电池的输出功率、温度等物理参数带来的影响,对电池的影响情况通过极化曲线和功率曲线来反映.仿真结果表明,连接肋板会影响电池内部气体的扩散,进而发现电流密度与物质的分布有紧密联系.通过进一步的研究表明,支撑层厚度、压力以及输入燃料流量等因素均会对电池的输出功率、温度等带来影响,增大工作压力、燃料输入流量等均能提高输出功率,但这也会导致电池内部温度上升,而输出功率与电池支撑层厚度成反比.相同条件下,阴极支撑型SOFC的输出功率大于电解质支撑型SOFC的输出功率,本研究对SOFC的结构设计、实验工作具有一定的指导作用.

    固体氧化物燃料电池电池性能阴极支撑数值模拟电池温度

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    基于拓扑优化方法的蛛网散热结构均温性研究

    张坎付婷王江波
    1721-1730页
    查看更多>>摘要：仿生蛛网散热结构在高热流密度芯片散热方面有着广泛的应用,但仍然存在散热结构温度分布不均的问题.为进一步提升蛛网散热结构的温度均匀性,提出利用变密度拓扑优化方法对蛛网结构进行优化设计.以设计域温度方差最低为目标函数,采用霍尔姆兹密度过滤保证求解的数值稳定性,采用双曲正切投影保证清晰的流道形态,通过分析不同进出口布置和不同设计域形状下得到的拓扑流道的传热性能,发现多入口多出口且交错布置的方式能有效提高拓扑流道的均温性,且设计域边数在十以内其拓扑流道均温性呈上升趋势.最后,通过有限元分析的方法,对传统结构M1和不同设计域边数的三维拓扑重构结构M2、M3进行模拟仿真.结果表明,设计域边数为十的M3温度均匀性优于传统通道M1和设计域边数为六的M2,在Re=1800时,M3热阻相比于M1降低了18.48%,热源面温差相比于M1降低了25%,综合传热性能评价因子PEC值达到1.22.本研究提出并验证了拓扑优化方法在提升蛛网散热结构均温性方面的有效性,有助于推动拓扑优化方法在散热结构上的应用.

    蛛网结构拓扑优化数值模拟均温性

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    基于GRU算法的弃电量预测及电-氢混合储能系统的运行优化

    何婷乔俊强吴国栋
    1731-1740页
    查看更多>>摘要：风/光等可再生能源的高渗透接入将增强电源侧输出随机性与波动性,导致弃风、弃光现象时常存在,将弃风/光量制氢是解决可再生能源深度消纳的有效途径.本文提出基于Adam优化的门控循环单元神经网络算法(GRU)对风/光弃电量进行预测,利用拉丁超立方和同步回代削减算法生成典型风/光发电不确定性场景.以系统建设成本最小化和运营成本最小化为目标,构建双层目标函数,第1层优化碱性电解槽(AWE)和电池储能系统(BESS)的容量配置,第2层保证系统在生成场景中运行最佳,同时引入惩罚项,以最大限度利用风/光弃电.以西北某地区风/光弃电量数据为例,采用不同结构的神经网络算法对弃风/光量进行预测,通过比较不同算法的均方根误差,验证了所提算法的准确性.最后对3种不同储能方案进行优化运行分析,研究结果表明,仅采用BESS系统年利润为负数且年投资成本最高,采用BESS-AWE混合储能系统比仅采用AWE系统年投资成本增加15.66%,但年利润增加了255%,弃电利用率为92%,有效提高系统经济性.

    可再生能源弃电量门控循环单元神经网络电-氢混合储能双层目标函数

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    "光伏-储能"耦合参与调峰的配电网运行优化配置

    杜帅贾黎明李真娣马振兴...
    1741-1743页
    查看更多>>摘要：本文主要研究了"光伏-储能"耦合参与调峰的配电网运行优化配置问题.随着光伏发电在配电网中的广泛应用,如何有效利用光伏发电并解决其随机性和间歇性问题成为了关键.通过引入储能系统,可以实现光伏发电与储能的优化配置,提高配电网的稳定性和经济性.首先分析了"光伏-储能"型配电网的供能关系,然后确定配电网耦合调峰作用的实施效果,最后调节相关电力储能设备,实现对"光伏-储能"配电网的运行优化.

    光伏-储能耦合调峰配电网运行配置

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    电化学储能电站消防安全法律治理对策

    郭军丽
    1744-1747页
    查看更多>>摘要：电化学储能电站消防安全法律治理对策意在通过法律手段确保电站的消防安全,以防范各类不安全事件的发生.首先,针对电化学储能法律、相关法律问题及各项储能政策展开研究;其次,分析电化学储能的基本原理,并针对储能电站电能与化学能的循环转换方式,确定电化学储能电站的供能表现,从而有目的地进行消防安全监管;最后,确定消防安全法律存在的漏洞问题,并提出相应的治理及整改意见,一方面保障法律体系的完整性,另一方面确保电化学储能电站的消防安全.

    电化学储能电站消防安全治理对策循环转换供能表现

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