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一种物理增强型动态耦合混合Kolmogorov–Arnold网络用于可解释的电池荷电状态估计
A physics-enhanced hybrid Kolmogorov–Arnold network with dynamic coupling for interpretable battery state-of-charge estimation
Yuqian Fan · Yi Lia · Chong Yana · Yaqi Liang 等12人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.400
准确估计锂离子电池的荷电状态(SOC)是电池管理系统中的核心任务。然而,SOC估计在复杂工况下面临着精度不足、鲁棒性差以及可解释性弱等挑战。本文提出了一种物理增强型混合Kolmogorov–Arnold网络(PEHKAN)方法,这是首个将机械应力特性与电化学–热力学多物理场建模相结合的方法。构建了改进的Butler–Volmer方程电化学势能模块,以及具有协同控制的温度–压力耦合扩散动力学模块;这些模块显式地刻画了电化学、热力学与机械应力之间的协同作用。此外,设计了一种动态门控融合机制,以实现物...
解读: 该物理增强混合神经网络SOC估算技术对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan系统的电池管理具有重要价值。其电化学-热力学-机械应力多物理场耦合建模可直接应用于BMS优化,在复杂工况下MAE低至0.00312,显著提升储能系统全生命周期安全性与经济性。动态门控融合机制可增强iSolarClo...
不同滥用条件下液态金属电池电热行为的研究
Investigation on electro-thermal behavior of liquid metal batteries under various abusive conditions
Yi Zhang · Lei Fan · Haomiao Li · Bo Li 等7人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377
摘要 液态金属电池(LMB)因其长寿命和低成本的特性,被认为是大规模电网储能最具前景的解决方案之一。由于LMB具有全液态结构,许多研究人员面临的主要挑战是滥用条件对液-液界面稳定性以及发生内部短路(ISC)后的本征安全性的影响。本研究通过系统的实验研究,比较了不同滥用条件——包括机械滥用(振动、倾斜)、电气滥用(外部短路)和热滥用(热冲击)——对LMB电热特性的影响。结果表明,LMB在滥用条件下具有较强的自愈能力。值得注意的是,除由完全倾斜引发的ISC外,几乎所有由滥用条件引起的电压和温度变形在...
解读: 该液态金属电池安全性研究对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan系统具有重要参考价值。研究揭示的机械滥用(振动>10Hz、倾斜>39.3°)易引发内短路特性,可指导我们优化储能系统BMS热管理策略和机械结构设计。电池自愈合能力及温度特征(550-564°C)为PCS保护算法开发提供依据,特...
一种新型耦合干法甲烷重整与集成碳捕集的压缩二氧化碳储能系统的热力学分析
Thermodynamic analysis of a novel compressed carbon dioxide energy storage coupled dry methane reforming system with integrated carbon capture
Jintao Song · Yaping Fan · Fuqiang Wang · Xuhang Shi 等7人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377
化学吸收法二氧化碳捕集、压缩二氧化碳储能(CCES)和干法甲烷重整(DRM)可用于实现连续的碳捕集、储存与利用。然而,二氧化碳捕集过程通常伴随着显著的能量消耗。考虑到太阳能甲烷重整出口处存在废弃的高温热能,本文提出了一种耦合系统,其中利用DRM系统出口处的热能用于CCES,以提升系统做功能力,同时将余热及CCES的压缩热用于CO2捕集。研究建立了三个子系统的数学模型,进行了热力学分析,并完成了干法甲烷重整的实验验证。结果表明,该耦合系统可使电-电转换效率提高150.49%,达到220.33%;能...
解读: 该CO2压缩储能(CCES)耦合系统对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan储能系统具有重要启示。研究显示电-电转换效率可达220.33%,能量效率77.09%,验证了热电耦合储能的技术可行性。阳光电源可借鉴其多能互补架构,将储能系统压缩热与光伏制氢、碳捕集等工业负荷深度耦合,提升ST-P...