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基于SHAP与物理引导神经网络的卡诺电池主导因素识别与快速优化
Dominant factor identification and fast optimization of carnot battery by integrating SHAP and physics-guided neural network
Yunfei Zhang · Jian Lia · Mingzhe Yua · Xu Chena 等6人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.401
摘要 卡诺电池是一种新兴的长时电能储存技术，有望大规模应用于促进波动性可再生能源的消纳。然而，卡诺电池由热泵、储热和热机单元组成，其内部存在复杂的能量流耦合关系。在不同工况下决定电-电（PTP）效率的主导因素及其耦合关系尚不明确，传统的优化方法也因耗时较长而制约了优化设计进程。本文构建了SHapley加性解释（SHAP）模型，用于识别卡诺电池的主导因素及其相互间的耦合关系。进一步提出一种融合SHAP与物理引导神经网络（PGNN）的新型优化方法——SPGO方法，能够快速实现最大PTP效率并给出相应...
解读: 该卡诺电池优化技术对阳光电源储能系统具有重要借鉴价值。论文提出的SHAP主导因素识别与物理引导神经网络(PGNN)优化方法,可应用于ST系列PCS及PowerTitan储能系统的效率优化。其多物理场耦合分析思路与SiC器件热管理优化高度契合,PGNN模型在插值/外推场景下误差降低15-30%的表现,...
推进基于钙的热化学储热：双反应策略对系统性能的影响
Advancing calcium-based thermochemical heat storage: Impact of a dual-reaction strategy on the system performance
Haocheng Sunab1 · Zhiwei Geabc1 · Zhihan Yao · Liang Wanga 等8人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.396
摘要 热化学储热技术因其高能量存储密度和低热损失而具有巨大的应用潜力，非常适合长周期、大规模的能量储存应用。然而，在反应器的可扩展性、放热效率以及系统整体性能评估方面仍存在挑战。本研究提出了一种基于钙的热化学储热顺序式双反应策略，并采用一种灵活且可扩展的壳管式反应器进行实现。本文深入探讨了基本单反应放热过程中涉及的多物理场耦合机制及影响反应动力学的关键因素。除了验证壳管式结构在传热性能上的优越性外，研究结果还揭示了不可逆熵产显著增加的现象。在理想的恒压条件下，我们识别出控制基本单反应放热过程的关...
解读: 该钙基热化学储能技术为阳光电源PowerTitan储能系统提供长时储能技术路径参考。其双反应级联策略降低15%熵增损失、提升30.60%综合能效的优化思路,可启发ST系列PCS的多级能量转换控制策略设计。壳管式反应器的可扩展性与模块化理念契合阳光大规模储能系统架构。研究中的多物理场耦合机制分析方法,...
浸没式冷却实现过充电池热失控抑制：机制与评估指标
Immersion cooling enabled thermal runaway prevention in overcharged batteries: Mechanisms and metrics
Jiaxing Lia · Jingrong Oua · Shaohong Zenga · Long Chena 等8人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.401
摘要 浸没式冷却（IC）是一种有效的电池热管理策略。然而，在过充条件下，针对大容量磷酸铁锂（LFP）电池，其化学相容性以及对热失控（TR）抑制效果的定量影响仍缺乏充分的实验验证。本研究设计了三种冷却模式：完全浸没（FI）、非浸没安全阀（NISV）和完全非浸没（NI）。实验结果表明，FI模式通过限制电池最高温度和温升速率，显著抑制了热失控的发生。特别是在1/3充电倍率（C）条件下，FI模式可完全避免热失控，最高温度被控制在110.45 °C，最低温升速率为0.15 °C/s。此外，在1/3C过充条...
解读: 该浸没式冷却技术对阳光电源储能系统具有重要应用价值。研究验证了液冷技术在磷酸铁锂电池过充场景下可将温升速率降至0.15°C/s,完全抑制热失控,危险评分降低78%。可直接应用于PowerTitan等大型储能系统的热管理优化,结合ST系列PCS的过充保护策略,提升电网侧储能安全等级。该量化指标体系为i...