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肯特学术资料库
* 通讯作者，电子邮箱：wuz2015@mail.xjtu.edu.cn (Z. Wu)。摘要：解决传统能源危机和环境问题的迫切需要加速能源结构转型。然而，可再生能源的多变性对满足复杂的实际能源需求提出了挑战。为了解决这个问题，建设一个多功能的大型固定式储能系统被认为是一种有效的解决方案。本文批判性地研究了电池和氢混合储能系统。这两种技术都面临着阻碍它们完全满足未来储能需求的局限性，例如在有限的空间内实现大容量存储、快速响应的频繁存储以及无损耗的连续存储。电池具有快速响应（<1 s）和高效率（> 90％）的特点，在频繁的短时间储能方面表现出色。然而，自放电率（> 1％）和容量损失（~20％）等限制限制了它们在长时储能中的应用。氢能作为一种潜在的能源载体，能量密度高、状态稳定、损耗低，适合大规模、长时储能。然而，由于其储能效率低（~50%），不适合频繁储能。正在进行的研究表明，电池和氢混合储能系统可以结合两种技术的优势，满足日益增长的大规模、长时储能需求。为了评估它们的应用潜力，本文使用提出的关键性能指标对这两种储能技术的研究现状进行了详细的分析。此外，从多个角度概述了电池和氢混合储能系统面向应用的未来方向和挑战，为先进储能系统的发展提供指导。亮点：⚫回顾了电池和氢混合储能系统的面向应用的储能系统。⚫提出了一系列先进储能系统的关键性能指标。 ⚫ 在可再生能源存储情况下，电池和氢混合储能系统（0.626 美元/千瓦时）比电池储能系统（2.68 美元/千瓦时）更具成本竞争力。⚫ 总结了多功能大型固定式电池和氢混合储能系统的挑战。关键词：混合储能系统、电池、氢、固定式、大型、多功能。
非侵入性脑刺激作为医院、诊所和家庭中局灶性癫痫的治疗
非侵入性脑刺激作为医院、诊所和家庭中局灶性癫痫的治疗 作者：Karimul Islam，MBBS 1；Keith Starnes，医学博士 2；Kelsey M. Smith，医学博士 1；Thomas Richner，博士 1；Nicholas Gregg，医学博士 1；Alejandro A. Rabinstein，医学博士 1；Gregory A. Worrell，医学博士、博士 1；Brian N. Lundstrom，医学博士、博士 1 1 美国明尼苏达州罗切斯特市梅奥诊所神经内科 2 美国明尼苏达州罗切斯特市梅奥诊所儿童和青少年神经内科 通讯作者：Brian N. Lundstrom 地址：梅奥诊所，神经内科，200 First St SW，罗切斯特，MN 55905，美国。电话：507-284-4458 电子邮件：Lundstrom.Brian@mayo.edu 关键词：神经调节、TMS、TDCS、非侵入性脑刺激 正文页数：16 字数：3248 参考文献数：29 图表数：4 表格数：1 我们确认已阅读期刊关于出版道德问题的立场，并确认本报告符合这些准则。披露和作者贡献如下。数据可用性声明位于方法部分。披露：GW 和 BNL 是 Mayo Clinic 开发并授权给 Cadence Neuroscience Inc. 的知识产权的发明人。BNL 放弃了对版税的合同权利。GW 已将知识产权授权给 NeuroOne Inc.。GW 和 NG 是 UNEEG Inc. 研究设备试验的研究人员。 BNL 是 Medtronic 深部脑刺激治疗癫痫上市后研究 (EPAS)、Neuropace RNS 系统响应性刺激青少年癫痫 (RESPONSE) 研究和 Neuroelectrics tDCS 癫痫患者研究的首席研究员。Mayo Clinic 代表 GW 和 BNL 从 NeuroOne、Epiminder、Medtronic 和 Philips Neuro 获得了研究支持和咨询费。资金：BNL 得到了 NIH NINDS（K23NS112339 和 R01NS129622）的支持。作者贡献：KI 审阅了医疗记录、进行了统计分析并撰写了初稿。BNL 参与了工作的所有方面并提供监督。所有作者都参与了工作构思或数据采集，严格修改了手稿并批准了最终版本。要点：• 经颅磁刺激 (TMS) 和经颅直流电刺激 (tDCS) 可在多种情况下减少癫痫发作 • TMS 和 tDCS 可降低发作间期癫痫样放电率 (IED) • tDCS 可供局灶性癫痫患者在家中安全使用 • 非侵入性脑刺激对局灶性癫痫患者耐受性良好且安全
电动汽车混合电池平衡系统
摘要：在电动汽车中，电池和模块电压均衡在电池管理系统 (BMS) 中起着至关重要的作用。电动汽车电池组的电池和模块中的容量、温度和老化不平衡限制了可输送到车辆的电量。受此问题的启发，我们提出了一种称为混合平衡的新型电池平衡系统，该系统能够同时均衡电池容量，同时实现电池级被动平衡和模块级主动平衡的成本效益，模块由多个串联连接的电池组成，电池级被动平衡在模块中执行，模块级开关电容器在模块之间执行主动平衡。该策略被称为混合平衡，因为它追求的目标超越了传统的充电状态均衡，包括温度和功率能力均衡，以及最小化能量损失。提供了在锂离子电池组上实施的混合平衡系统的设计细节和 MATLAB Simulink 仿真结果。关键词：电动汽车、混合平衡、电池平衡、汽车系统简介充电电池已广泛应用于电信行业、电动汽车和可再生能源存储系统等许多领域，以满足对能源存储系统的需求。由于大多数应用中单个电池单元的端电压较低，因此通常通过将电池串联来形成电池组以达到所需的电压水平。然而，电池组中的电池单元之间存在众所周知的不平衡。电池间充电状态 (SoC) 差异是一种众所周知的不平衡 (Aizpuru 等人，2013)。电池单元之间的差异由内在和外在原因造成 (Jonghoon 等人，2012)。内在差异主要是制造工艺变化造成的。不可能制造出两个具有完全相同属性的电池。由于容量、自放电率和内阻的差异，电池性能在运行过程中会有所不同。温度和外部电路的影响是外部变量。电池组温度分布不均匀会影响电池的特性，从而导致性能变化 (Belt et al., 2005)。电动汽车 (EV、PHEV、HEV) 使用高压 (HV) 牵引电池组，该电池组由多个串联的电池单元组成。各个电池单元的容量、内阻和运行时充电状态 (SOC) 各不相同，因此电池管理系统必须包括电池平衡 (BMS) (Smith et al., 2016)。在实践中，被动平衡被认为是电动汽车锂离子电池组中最具成本效益且最常用的方法 (Chan et al., 2001)。BMS 由一系列特殊的电池监控和被动平衡电路 (IC) 组成，这些电路可感测单个电池电压并通过 BMS 控制器发出的分流电阻命令激活电池放电。传统被动平衡系统的一个缺点是整个电池组的可用能量容量由最弱的电池决定 (Baumhöfer 等人，2014)。由于电池之间退化不均匀，最弱电池的问题会随着时间的推移而恶化，从而缩短电池寿命 (Smith 等人，2016)。
下一代神经质量模型
摘要 在本论文中，我们介绍了下一代神经质量模型的新颖扩展和应用。 Montbrió、Pazó 和 Roxin (MPR) 已证明，二次积分和放电 (QIF) 神经元集合的集体行为可以用平均膜电位和放电率来精确描述，从而将无限大的微观网络的问题维度降低为低维宏观描述。由于神经质量提供了平均膜电位的途径，因此它可以作为局部场电位和脑电图信号的指标。本论文的贡献之一是在 MPR 模型中实现短期突触可塑性（STP）。基于工作记忆 (WM) 的突触理论，我们在多群体设置中使用 QIF 网络及其精确的平均场边界重现了 WM 的机制。实验中观察到，神经质量模型在记忆加载和维持过程中表现出 β-γ 带的振荡，而我们在启发式模型中遇到空的 β-γ 带。此外，我们指出了这些功率带是如何由基频之间的共振形成的，并与记忆中保留的元素数量相关。我们还对大约五种元素的最大 WM 容量进行了分析估计。第二个贡献是应用多种群模型来检验癫痫发作传播的临床假设。我们使用从健康受试者和癫痫患者的扩散 MRI 扫描获得的结构连接组。我们描述了如何将类似癫痫发作的事件建模为从低活动状态到高活动状态的募集。外部输入可以触发此类事件并导致一系列招募，从而模仿危机的时空传播。数值结果表明，癫痫患者对延长招募事件比健康受试者更敏感。我们还发现，我们的模型中首先招募的大脑区域与招募的次级网络的手术前评估之间存在良好的一致性。作为第三个贡献，我们使用慢-快动力学研究了 STP 存在下的神经网络和质量。根据施加到群体的慢周期电流的幅度，集体行为可以处于亚阈值振荡状态，也可以处于爆发状态，即在准静态漂移和大幅度快速振荡之间交替。这两个区域之间有一个狭窄的参数间隔，就像鸭子爆炸一样。在这个区域，我们报告了跳跃式鸭翼，它接近通常排斥的不变集。对于中间时间尺度分离，爆发通过混合型环面鸭翼组织的尖峰添加机制以连续的方式出现，其轨迹接近排斥平衡和极限环家族。为了实现更强的时间尺度分离，连续过渡被跳跃式鸭翼阻挡。在神经团中观察到的机制也是导致网络爆发的原因。总而言之，本论文将下一代神经质量模型置于神经科学建模的更广泛背景中，并为未来的工作提供了新的视角。这包括考虑以下方法
通过li- ...
摘要：热电发电机（TEG）和热电冷却器（TEC）电池冷却系统是一种剪切技术，旨在优化各种应用中电池的性能和寿命，例如电动汽车和可再生能源存储系统。该系统利用热电效应，其中要利用温度差来产生或散热。在电池冷却的背景下，TEGS有效去除充电和放电过程中产生的多余热量，从而防止过热和热降解。相反，TEC可以根据需要加热或冷却电池。这种创新的方法不仅提高了电池效率，还可以延长其运营寿命，从而使其在储能和电动迁移率领域成为至关重要的发展。I.随着世界变成“绿色”的变化，信息可再生能源的应用程序（例如消费电子，车辆甚至建筑物）正在出现。例如，放电率将确定电动和混合电动汽车的加速过程。电池的寿命也很大程度上取决于工作温度。在正常工作条件下，例如-30°C至60℃，电池健康与最佳电池温度范围有很大差异。有效的温度管理系统对电池健康产生了重大贡献，并延长了整体寿命。此外，随着容量和充电率的增加，电池安全问题需要更多关注。然而，研究表明，在50℃以上工作可能对电池的寿命有害''进一步的研究表明，从25℃至40℃的温度范围（与此温度范围最大5℃差5℃）为电池提供了最佳的工作环境，例如铅 - 酸，NIMH和Li-ion''''。随后，已经开发了各种BTMS，以满足对更高功率，更快的充电率和提高Drivin性能的需求。现代BTMS'分为两组：主动系统和被动系统。被动BTM通常采用相变材料，热管和水凝胶。零额外的功耗是这些系统最突出的功能。但是，冷却过程很难管理。主要问题是在某些情况下的冷却效果可能非常有限。已开发了多年的车辆热电发电设备。相比之下，电池热管理使用的热电冷却器（TEC）是电动汽车相对较新的候选者。这些受益于强大的冷却能力和可靠的工作潜力，并越来越关注整合到BTMS中。热电冷却器（TEC）基于电压转换为温度差。这种毛皮 - 隔离效果以及汤普森效应属于热电效应。热电效应是指从热到电的所有转化过程，反之亦然。热电冷却器的主要优点是相对安静，稳定且可靠的。此外，可以通过改变电压供应而轻松控制温度。1.1目标：1为电动汽车开发基于TEG和TEC的空调原型。2优化系统的冷却效率，同时最大程度地减少功耗。 3实施可靠的温度控制机制，以实现机舱舒适度。 4确保安全功能以防止过热和电气问题。 5通过测试和数据分析评估系统的性能。 6评估将毛皮尔系统整合到商业电动汽车中以进行实际使用的可行性。 1.2预期结果：TEG（热电发生器）和TEC（热电冷却器）电池冷却系统有望提供2优化系统的冷却效率，同时最大程度地减少功耗。3实施可靠的温度控制机制，以实现机舱舒适度。4确保安全功能以防止过热和电气问题。5通过测试和数据分析评估系统的性能。6评估将毛皮尔系统整合到商业电动汽车中以进行实际使用的可行性。1.2预期结果：TEG（热电发生器）和TEC（热电冷却器）电池冷却系统有望提供
修改的扩展Kalman过滤算法，用于可充电电池的精确电压和电荷估计
1 1频道工程系，香港理工大学，香港，中国2号医学和工业超声中心，詹姆斯·瓦特工程学院，格拉斯哥大学，格拉斯哥大学，格拉斯哥大学，英国格拉斯哥，英国21118694r@connect.polyu.hk; tianshidexuanzhe@gmail.com; kokokhlam@polyu.edu.hk; kwokho.lam@glasgow.ac.uk通信：kwokho.lam@glasgow.ac.uk，中国香港香港理工大学电气工程系；詹姆斯·瓦特工程学院医学和工业超声学院，格拉斯哥大学，格拉斯哥大学，英国苏格兰，格拉斯哥大学†同样贡献。 摘要：随着电动汽车（EV）的普及，可充电电池的电压和最新电压（SOC）估计具有重要意义。 SOC参数已被用作传递可充电锂离子电池（LIB）的电能的指标，而电压已是监测所需的关键参数，以防止造成电池损坏的原因，尤其是在充电和放电过程中。 因此，研究重点是使用算法准确估算SOC和电压。 具有避免重大估计误差的能力，使用间接测量值（例如电压和电流）获得的参数，已采用常规扩展卡尔曼过滤（EKF）来估计SOC的最佳值。 但是，该算法在SOC和电压估计中的精度有限，并且对电压预测的误差降低仍然没有深入研究。 这项研究表明，常规的EKF算法会引起估计错误，尤其是当当前突然改变时。1 1频道工程系，香港理工大学，香港，中国2号医学和工业超声中心，詹姆斯·瓦特工程学院，格拉斯哥大学，格拉斯哥大学，格拉斯哥大学，英国格拉斯哥，英国21118694r@connect.polyu.hk; tianshidexuanzhe@gmail.com; kokokhlam@polyu.edu.hk; kwokho.lam@glasgow.ac.uk通信：kwokho.lam@glasgow.ac.uk，中国香港香港理工大学电气工程系；詹姆斯·瓦特工程学院医学和工业超声学院，格拉斯哥大学，格拉斯哥大学，英国苏格兰，格拉斯哥大学†同样贡献。 摘要：随着电动汽车（EV）的普及，可充电电池的电压和最新电压（SOC）估计具有重要意义。 SOC参数已被用作传递可充电锂离子电池（LIB）的电能的指标，而电压已是监测所需的关键参数，以防止造成电池损坏的原因，尤其是在充电和放电过程中。 因此，研究重点是使用算法准确估算SOC和电压。 具有避免重大估计误差的能力，使用间接测量值（例如电压和电流）获得的参数，已采用常规扩展卡尔曼过滤（EKF）来估计SOC的最佳值。 但是，该算法在SOC和电压估计中的精度有限，并且对电压预测的误差降低仍然没有深入研究。 这项研究表明，常规的EKF算法会引起估计错误，尤其是当当前突然改变时。1频道工程系，香港理工大学，香港，中国2号医学和工业超声中心，詹姆斯·瓦特工程学院，格拉斯哥大学，格拉斯哥大学，格拉斯哥大学，英国格拉斯哥，英国21118694r@connect.polyu.hk; tianshidexuanzhe@gmail.com; kokokhlam@polyu.edu.hk; kwokho.lam@glasgow.ac.uk通信：kwokho.lam@glasgow.ac.uk，中国香港香港理工大学电气工程系；詹姆斯·瓦特工程学院医学和工业超声学院，格拉斯哥大学，格拉斯哥大学，英国苏格兰，格拉斯哥大学†同样贡献。摘要：随着电动汽车（EV）的普及，可充电电池的电压和最新电压（SOC）估计具有重要意义。SOC参数已被用作传递可充电锂离子电池（LIB）的电能的指标，而电压已是监测所需的关键参数，以防止造成电池损坏的原因，尤其是在充电和放电过程中。因此，研究重点是使用算法准确估算SOC和电压。具有避免重大估计误差的能力，使用间接测量值（例如电压和电流）获得的参数，已采用常规扩展卡尔曼过滤（EKF）来估计SOC的最佳值。但是，该算法在SOC和电压估计中的精度有限，并且对电压预测的误差降低仍然没有深入研究。这项研究表明，常规的EKF算法会引起估计错误，尤其是当当前突然改变时。尽管可以通过诸如Double Kalman滤波等联合算法提高SOC精度，但是由于非线性误差的叠加，仍然需要优化EKF本身。在这项研究中，进行了修改后的扩展卡尔曼滤波（MEKF）算法的研究，以估算LIB的电压和SOC，并具有估计精度的极大提高。Yuasa Lev50单元在298 K处的标准放电率为0.2 c，以获取离线参数，然后使用新提出的新提出的动态估计数学电池模型（DBOFT）进行优化。这是第一次提出一种结合增益矩阵和噪声的方法，以减少当前转弯点的电压估计误差，从而大大提高了电压估计的准确性。具体来说，MEKF算法能够实时调整参数并减少SOC
是碱性电池可充电
可以安全地为碱性AA电池充电吗？否，由于风险和排放性能差，碱性AA电池不应安全地充电。这些一次性电池旨在立即使用，充电可能会导致泄漏或爆炸。制造商警告不要为它们充电，但一些用户可能会选择可充电的替代方案。镍金属氢化物（NIMH）和镍 - 卡德蒙（NICD）AA电池是专门设计用于充电的。这些选项为减少浪费和节省电池成本提供了可靠的解决方案。有些人认为所有AA电池都可以充电，但事实并非如此。研究表明，轻巧的锂离子电池设计使其适合于便携式电子设备，而安全机制则可以防止过热和过度充电。nimh和锂离子电池提供可充值的和效率，但它们的用法取决于特定的需求，例如能源容量，应用和预算。围绕AA电池充电的神话主要源于对电池类型和适用性的误解。许多人认为所有AA电池都可以充电，但是美国能源部并非全部都是为多个电荷周期设计的。例如，碱性电池是一次性的，由于化学的差异，不应为其充电。 这些神话背后的主要原因是关于电池化学和可充电产品的营销的困惑。 关键区别在于“电压下降”和“保留电荷”。 但是，它们的性能受到所使用的特定化学作用的影响。碱性电池是一次性的，由于化学的差异，不应为其充电。这些神话背后的主要原因是关于电池化学和可充电产品的营销的困惑。关键区别在于“电压下降”和“保留电荷”。但是，它们的性能受到所使用的特定化学作用的影响。碱性电池在使用时迅速失去电力，并试图为它们充电会导致由于燃气积聚而导致泄漏或爆炸。可充电的NIMH电池保持稳定的电压，设计用于重复充电而不会迅速降解。关于可充电AA电池的常见误解包括认为它们不能很好地容纳充电，所有可充电的AA电池都是相等的，其寿命比碱性电池较短，或者您可以混合可充电和不可电池的电池。可充电AA电池可提供出色的性能和可充电的AA电池，例如使用镍金属氢化物（NIMH）化学反应的电池，与碱性电池相比，它们的电荷相对较好。储能协会报告说，NIMH电池在第一个月内可能会损失多达20％的充电，但在最佳条件下六个月的能力保留了85％的容量。存在可充电AA电池之间的可变质量，容量，电荷周期和放电率有所不同，影响性能。高容量的NIMH电池储存了更多的能量，并且通常是消费者的首选。但是，研究表明知名品牌倾向于胜过鲜为人知的公司。在寿命方面，与碱性电池相比，可充电AA电池通常具有更长的寿命。虽然碱性电池可能持续5-10次用途，但NIMH电池可以承受500-1000的充电周期，具体取决于使用和护理。由于潜在的性能问题和安全性问题，不建议使用设备中的不同电池类型。必须为设备使用正确的电池类型以确保最佳功能。充电可充电AA电池可以部分延长其寿命和效率。制造商建议在仍会部分充电时对这些电池充电，而不是在充电之前完全排干。存在为AA电池充电的各种方法，包括使用专用可充电电池，智能充电器，太阳能充电器和替代技术。充电AA电池需要了解各种方法，以最大程度地提高其寿命和效率。专用可充电的AA电池：NIMH（镍金属氢化物）和NICD（镍瓦）电池是可充电的选项，由于其高容量和低自我免税速度，NIMH更受欢迎。智能电池充电器：使用智能充电器可以防止充电并延长可充电电池的运行寿命。太阳能充电：太阳能充电器提供了一种环保的方式，可在阳光明媚的气候下为AA电池充电，但可能比传统充电器慢。自制充电方法：这些方法涉及将电池连接到电源，但是如果无法正确完成，则构成爆炸或泄漏等风险。电池脱硫技术：此过程主要用于铅酸电池，可以通过去除硫酸盐积聚来恢复它们。值得注意的是，本文的主要目的是教育读者如何正确地为AA电池充电，重点是可充电选项和安全预防措施。传统的AA电池在性能和寿命方面有局限性。文本的第二部分专门讨论了碱性AA电池的主题，以及为什么不应该充电。诸如设备功率需求和用户习惯之类的因素在选择电池中也起着至关重要的作用。例如，迅速消耗功率的设备可能会受益于可充电电池（例如NIMH或锂离子选项）。但是，并非所有设备都与可充电电池兼容，并且某些较旧的型号可能需要比这些选项提供的更高的电压。碱性AA电池不应因安全危害而充电，但是可充电的替代品为频繁进行电池的频繁更换提供了一种实用且经济的选择。用户在电池类型之间进行选择时应考虑其设备需求和习惯。诸如锂离子电池之类的新技术可能会带来其他好处。有更好的替代方法，可以替代传统的AA电池，例如可充电NIMH和锂离子电池。这些选项可以重复使用数百次，并且比标准碱性AA电池具有多个优势。可充电电池可以具有成本效益，因为可以多次充电和重复使用，从而减少浪费并节省消费者的钱。但是，与传统的AA电池相比，它们通常具有更高的前期成本，并且需要特定的充电器。随着时间的流逝，可充电电池可能会遭受“记忆效果”的影响，但是现代的NIMH电池通过改进的技术来减轻此问题。消费者在选择电池类型之前应评估其特定需求。碱性可充电电池的性能可能有很大差异。如果预计将大量使用在高级设备中，则建议使用可充电电池。偶尔在低量设备中使用，传统的AA电池仍然足够。过渡到可充电电池对常见用户来说既可以环保又经济。但是，碱性AA电池通常无法有效地充电，在失去容量之前，寿命有限约为10至30个电荷周期。这是因为碱性电池不是为充电而设计的，这与NIMH或Li-ion这样的可充电电池不同。根据制造商的说法，这些电池可能会在五次费用后保留其初始容量的60％，并在十项费用后降至30％。这种降低的性能是由于化学成分在经过充电周期时更快地恶化。实际上，考虑通常使用AA碱电池的遥控器。如果您在每次使用后充电它们，则最初可能运行良好，但最终开始表现不佳。温度和充电方法等因素会影响寿命；高温可以进一步降低性能，而使用专门为碱性电池设计的专用充电器可以产生更好的效果。此外，电池本身的质量会极大地影响寿命。总而言之，碱性AA电池未针对充电进行优化，其有效寿命也受到限制。要获得更好的结果，请考虑使用专门的可充电电池，专为多个电荷循环或替代电池类型（例如NIMH或LITHIUM）设计。以延长可充电AA电池的寿命，遵循最佳实践：正确充电，将它们存放在凉爽干燥的地方，避免进行深层排放，使用优质充电器，保持触点清洁，定期循环电池，在使用过程中监视温度，并在必要时更换旧电池。实施这些技巧可以显着提高性能和寿命。维护可充电的AA电池：建议在耗尽之前延长寿命充电的技巧，以防止损坏和保持容量，并保持容量。使用质量充电器至关重要，因为低质量的充电器可能会导致收费或收费不足。加利福尼亚能源委员会建议使用具有内置安全功能的充电器。定期清洁接触对于保持电导率和性能至关重要。污垢，灰尘和腐蚀会妨碍电流，从而降低效率。研究表明，干净的接触可改善电池连接性和寿命。循环电池定期有助于重新校准电源管理系统，如电气和电子工程师研究所所述。FDA建议在使用过程中监测0°C和40°C之间的温度，以确保最佳功能和安全性。必要时更换旧电池至关重要，因为它们会随着时间的流逝而失去容量。来自消费者电池测试实验室的一项研究表明，更换电池不再容纳电池以确保设备中的最佳性能。