發(fā)布時間：2021-10-27 11:37

　　發(fā)展新能源是國家重要的戰(zhàn)略舉措,在此過程中出現(xiàn)了很多諸如金屬燃料電池和二次電池等新能源,但是因燃料電池的動態(tài)響應(yīng)慢、功率密度小以及無法回收反饋能量,二次電池的能量密度小、無法長時間的向負(fù)載供電等缺陷,在很大程度上限制了諸如金屬燃料電池和二次電池的使用場景。針對以上現(xiàn)象,本文提出以金屬燃料電池和二次電池構(gòu)成復(fù)合能源系統(tǒng),以金屬燃料電池為主電源,二次電池作為輔助電源吸收負(fù)載的反饋能量同時滿足負(fù)載的大功率需求。本文介紹復(fù)合能源系統(tǒng)的構(gòu)成,包括研究分析鎂空氣電池、鋅空氣電池、鋁空氣電池等金屬燃料電池的工作原理與自身優(yōu)缺點(diǎn),研究分析了鉛酸蓄電池與鋰離子電池的工作原理與自身的優(yōu)缺點(diǎn)。研究復(fù)合能源系統(tǒng)的集成方法,包括詳細(xì)的分析被動式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、半主動式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、主動式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以及增程式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)等各自的優(yōu)缺點(diǎn),并根據(jù)實(shí)際情況選擇最合適的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。同時,對不同復(fù)合能源系統(tǒng)內(nèi)部的功率分配策略進(jìn)行了分析比較,詳細(xì)分析了基于邏輯門控制策略的不足與優(yōu)點(diǎn),選用基于模糊邏輯控制的功率分配策略協(xié)調(diào)復(fù)合能源系統(tǒng)內(nèi)部的功率分配,詳細(xì)分析復(fù)合能源系統(tǒng)在實(shí)際使用中的一些具體情形,最大化的利用金屬燃料電池和二次電池的優(yōu)勢并彌補(bǔ)各... 

【文章來源】：電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

復(fù)合能源系統(tǒng)集成方法的研究方向

第二章復(fù)合能源系統(tǒng)的構(gòu)成7電池進(jìn)行放電時，它所需的氧氣均來源于空氣，所以它不需要額外的儲氧空間，在很大程度上減小了電池本身所占的體積。在不同的電解液中，鋁空氣電池有著不同的化學(xué)反應(yīng)。圖2-2鋁空氣電池結(jié)構(gòu)鋁空氣電池在鹽性電解液的條件下的化學(xué)反應(yīng)如公式（2-1）、（2-2）、（2-3）所示：陽極：3Al3OHAl(OH)3e+→+（2-1）陰極：22O2HO4e4OH++→（2-2）總反應(yīng)：2234Al+3O+6HO→4Al(OH)（2-3）值得注意的是，在鹽性溶液中鋁空氣電池在反應(yīng)過程中會產(chǎn)生凝膠狀，這種凝膠會提高鋁空氣電池自身的內(nèi)阻，降低電池的反應(yīng)效率。在堿性電解液的條件下，鋁空氣電池的化學(xué)反應(yīng)如公式（2-4）、（2-5）、（2-6）所示：陽極：4Al4OHAl(OH)3e+→+（2-4）陰極：22O2HO4e4OH++→（2-5）總反應(yīng)：2244Al3O+6HO4(OH)4Al(OH)++→（2-6）在堿性溶液中，鋁空氣電池內(nèi)部的化學(xué)反應(yīng)不會產(chǎn)生類似于鹽性溶液中的凝膠，所以從效率上來說，堿性電解液比鹽性電解液更加優(yōu)秀。

第二章復(fù)合能源系統(tǒng)的構(gòu)成9鎂空氣電池的放電過程如圖2-4所示。在放電過程中作為陽極的鎂失電子，空氣（氧氣）通過空氣電極進(jìn)入到電解液中并與水反應(yīng)生成氫氧根離子。圖2-3鎂空氣電池的結(jié)構(gòu)圖2-4鎂空氣電池的放電過程2.2.2.2鎂空氣燃料電池的性能特點(diǎn)鎂空氣燃料電池具有較高的能量密度，其充電方式為更換鎂極板和電解質(zhì)，這種充電方式在很大程度上縮短了其充電時間。由于鎂具有不易揮發(fā)性，鎂空氣燃料電池具有較長的使用壽命。同時鎂空氣電池在一定條件下也能以相對較高的功率穩(wěn)定工作。

【參考文獻(xiàn)】：
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博士論文
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碩士論文
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本文編號：3461524