摘要 在尝试开发基于电子电荷的电容标准时,一个多年来一直悬而未决的问题是真空间隙低温电容器的频率依赖性;关键的困难是:我们如何测量低至 0.01 Hz 的频率依赖性?在本文中,我们成功地将频率依赖性的上限设定为 0.01 Hz 至 1 kHz,约为 2 × 10 − 7 。我们通过考虑 Cu 电极表面绝缘膜的色散模型来实现这一点;该模型的关键预测是色散在低温下会降至非常低的值。通过测量有限频率范围内的频率依赖性,我们验证了这一预测,从而提供了足够的支持来得出该模型是正确的结论。我们还指出,与电容标准无关,这种低温电容器为非晶材料低温动力学等领域的测量提供了与频率无关的标准。
摘要:电动汽车是指由电动机驱动的汽车,电动机从电池中获取电力,并能从外部电源充电。决定电动汽车行驶里程的最大因素是车内锂离子电池的容量。本文提出了一种实时最优驱动扭矩分配策略,适用于前后轮独立驱动的电动汽车 (EV)。所提出的前轮和后轮最优扭矩分配策略提高了车辆的整体能效,从而增加了电动汽车每个充电周期可实现的行驶里程。扭矩优化的目标是最小化行驶过程中的能量消耗,并最大化制动过程中的再生能量回收。本文提出了一种实时扭矩分配控制系统,该系统可以根据驾驶命令实现恒速行驶、加速、制动和爬坡行驶模式下的驱动-制动扭矩的最优分配。最优扭矩分配确保最小的能量消耗,从而提高电动汽车的能效。通过降低能耗,可以提高每次充电可行驶的里程,从而实现电动汽车的续航里程延长。关键词:续航里程延长、智能自动切换、效率、电池、超级电容器、电动汽车 (EV) I. 引言目前,电动汽车的续航里程平均可以满足大多数国家 80-90% 的大多数人的需求。然而,不买电动汽车最常见的原因是续航里程不够[1]。 CARB 将增程型电动汽车(也称为增程式电动汽车 (EREV) 或增程电池电动汽车 (BEVx))定义为“主要由零排放储能装置供电的汽车,能够以纯电动方式行驶 75 英里以上,同时还配备备用辅助动力装置 (APU),该装置在储能装置完全耗尽之前不会运行[6]。目前,电池是电动汽车 (EV) 的主要电源。电池越大,电动汽车可以行驶的距离越远。为了向牵引电机供电,在普通商用电动汽车中,使用传统的逆变器。电动汽车 (EV) 的电池组是通过将多个锂离子电池串联起来而制成的,通常串联约 100 个电池 [7]。产生用于储存能量的高压 (HV) 组。典型的汽车行程在高效电动汽车 (EV) 的行驶范围内,因为几乎 90% 的日常汽车使用是为了
用于在 PWB 中嵌入电容器的材料 Kazunori Yamamoto、Yasushi Shimada、Yasushi Kumashiro 和 Yoshitaka Hirata 日立化学株式会社 日本茨城县下馆 摘要 我们开发了一种名为 MCF-HD-45 的新型树脂涂层箔 (RCF) 材料,可嵌入 PWB 中构成电容器。该材料由热固性树脂和高介电常数 (Dk) 填料组成。填料具有多峰尺寸分布以实现高负载;特定的表面活性剂对于保持填料在清漆中的分散稳定性也至关重要。这些技术使这种材料具有 45 的高 Dk 和出色的可靠性。本文介绍了该材料应用于手机功率放大器模块和低通滤波器的测试结果,以及数据库对高频电路仿真的好处。简介 近年来,手机等无线设备的性能大大提高,尺寸也减小了。这种趋势推动了 RF 模块小型化技术的发展。以前,人们采用较小的半导体和无源器件来实现这一目的。然而,为了进一步减小尺寸,人们正在积极研究在 PWB 中嵌入无源和有源器件的技术。关于使用低温共烧陶瓷 (LTCC) 或硅作为基板的嵌入式无源器件的报道很多。如今,人们正在积极研究将有机基板用作此目的的基板,1-5 因为它们的热膨胀系数 (CTE) 与主板相匹配,并且易于扩大基板尺寸。如果现有的有机基板制造工艺适合嵌入无源器件,它们将具有巨大的成本效益优势。如今,模拟技术对于 RF 模块的电路设计非常重要。然而,适用于 PWB 中嵌入式无源器件的电路设计的数据库很少。电路设计师、PWB 制造商和材料供应商之间的合作将是必要的,以激活嵌入式无源技术。实验部分以改性环氧树脂为高分子材料,以Dk=1500的钛酸钡(BaTiO 3)为高Dk填料,选择适当的溶剂将各组份材料配成清漆,用砂磨机混合制成均质清漆,并添加一些表面活性剂或分散剂。然后将清漆涂在典型的铜箔(3/8盎司)上,采用标准涂覆技术,得到名为MCF-HD-45的新型RCF。在此过程中,绝缘层厚度控制在20μm左右。用于可靠性测试等的试样采用传统的层压工艺制作,即在180 OC下2.5 MPa压力下放置60分钟。然后在以下条件下进行可靠性测试:85 OC/85%RH/6 V dc。电路仿真采用安捷伦科技公司的先进设计系统 (ADS) 进行。采用同一制造商的矢量网络分析仪 (VNA) 测量材料及其应用的高频特性,该分析仪配备探针台以控制台面温度。结果与讨论图 1 显示了嵌入 PWB 中的无源元件的概念。由夹在两个电极(例如铜箔)之间的聚合物复合材料制成的厚膜电容器、由薄膜和两个电极制成的薄膜电容器以及通过在基板上图案化制成的电感器可用作嵌入 PWB 中的无源元件。
摘要:随着对高功率密度电气和电子系统的需求不断增长,促进了具有高能量密度、高电容密度、高电压和频率、低重量、高温可操作性和环境友好性等特性的储能电容器的发展。与电解电容器和薄膜电容器相比,储能多层陶瓷电容器 (MLCC) 具有极低的等效串联电阻和等效串联电感、高电流处理能力和高温稳定性等特点。这些特性对于电动汽车、5G 基站、清洁能源发电和智能电网中的快速开关第三代宽带隙半导体等应用非常重要。目前已有大量关于最先进的 MLCC 储能解决方案的报道。然而,无铅电容器通常具有较低的能量密度,而高能量密度电容器通常含有铅,这是阻碍其广泛应用的关键问题。在这篇综述中,我们介绍了无铅储能 MLCC 的前景和挑战。首先介绍储能机理和器件特性;然后,从成分和结构优化等方面对储能用介电陶瓷进行总结;在详细介绍电极的制备工艺和结构设计后,讨论了储能用多层陶瓷电容器的最新进展;然后,从理论和技术的角度讨论了储能用多层陶瓷电容器在先进脉冲电源和高密度功率转换器方面的新兴应用;最后,讨论了实验室规模无铅储能用多层陶瓷电容器工业化的挑战和未来前景。关键词:多层陶瓷电容器(MLCC);无铅介电陶瓷;储能;高
摘要:2019 年诺贝尔化学奖认可了锂离子电池的重要性以及它们在过去三十年中引发的革命。它们属于更广泛的电化学储能设备类别,用于需要按需使用电能的地方,因此,电化学能会根据应用要求转换为电能。这为储能设备的利用开辟了多种可能性,除了众所周知的移动应用之外,还有助于实现能源生产和分配的脱碳。在本系列分为两部分的评论中,将探讨两种主要类型的储能设备:电化学电容器(第一部分)和可充电电池(第二部分)。更具体地说,我们将讨论每种设备中使用的材料、它们在储能过程中的主要作用、它们的优点和缺点,尤其是提高其性能的策略。在本部分中,将讨论电化学电容器。考虑到电极/电解质表面的过程及其对性能的影响,解释了它们与电池的根本区别。本文将回顾电化学电容器中使用的材料,包括双层电容器和伪电容材料,并强调电解质的重要性。作为这些策略的重要组成部分,还将探讨生产纳米粒子的合成路线(第一部分)。
摘要。微电网是小型网络,由几种可再生能源组成,例如风光,阳光,地热,生物能源,水等。,但是该系统的缺点是在波动的力量,当源在一定时间不会产生功率时。因此,当源无法提供足够的负载时,需要电源媒体(例如电池和超级电容器)来保持意外情况。这项研究的目的是对使用电池添加超级电容器并在没有超级电容器的情况下比较电池存储介质的效果。从研究的结果中发现,超级电容器的添加可以将电池稳定性从50%的充电状态(SOC)降低到47%,然后开始时,它在1秒时将其增长了50%,并且可以将其他充电设置为我们的喜好。如果电池存储介质没有超级电容器,则电池充电往往会从50%下降,并且继续下降而没有任何增加。因此可以得出结论,加上超级电容器能够维持微电网系统中电池的性能。1简介微电网是由许多分散能源组成的小型独立电源系统。将可再生能源整合到当前电网中是一个明智的举动,因为它由电荷和存储设备组成[1]。通过微电网将风和太阳能整合到分布网络中,被广泛认为是使用环境可再生能源的成功策略。然而,微电网的大小很小,自我调节的能力较差。因此,由于主动功率和电压稳定性的平衡[1] [13]非常容易受到风与太阳能输出功率的变化以及用户能源需求的变化,因此必须解决微电网操作的关键问题。为了克服电力供应和负载的波动,现在正在开发储能技术。一种智能解决方案是将不同类型的储能存储的优点结合到一个混合系统中。结合了一包超级电容器和锂离子电池包的配置,能够覆盖每种存储的弱点,同时利用两种互补的优势[2] [14]。超级电容器为应对瞬时负载变化提供了即时功率,而锂离子电池则存储了大量能量以进行长期备份。因此,该混合系统可以是将波动可再生能源整合到电网中的可靠解决方案[2] [3]。此外,还将模拟单个能量存储(电池),以查看与双/混合能源存储的比较。提出的解决方案是通过应用杂交概念来提高系统效率,
Liming Qin 1 , Guiyan Yang 1 , Dan Li 1 , Kangtai Ou 1 , Hengyu Zheng 1 , Qiang Fu 2 , Youyi Sun 1*
低功率硅的光源和检测器在易于过程集成的情况下对芯片光子电路具有吸引力。然而,常规的硅发光发射二极管发射光子,该光子在带边缘附近的能量,相应的硅光dectors缺乏响应性。另一方面,先前报道的使用反向偏置二极管的热载体电发光硅设备需要高工作电压。在这里,我们研究了在瞬态电压条件下运行的硅金属 - 氧化物 - 氧化物 - 氧化物 - 氧化物 - 氧化物 - 氧化物 - 氧化物 - 氧化物 - 氧化物 - 氧化物 - 氧化物 - 氧化物 - 氧化物 - 氧化物 - 氧化物 - 氧化载体电容。在每个电压瞬变期间,在源接触的边缘创建大能带弯曲,远大于稳态下可实现的要素。结果,将电子和孔从单个源对相应的电压瞬变处的硅通道进行效率注入,然后它们随后经过影响电离电离和声子辅助的侧带重组。值得注意的是,我们通过使用20 nm厚的高j门电介质显示低压操作至2.8 V。我们可以通过减少栅极介电厚度来显示进一步的电压缩放,从而为硅光电集成电路提供一个低压平台。
摘要:通过可扩展且经济的工艺将石油焦和染料废水等工业废弃物战略性地升级改造为增值材料是同时解决能源和环境问题的有效方法。用杂原子掺杂碳电极被证明可以通过改变电极润湿性和电导率来显著提高电化学性能。这项工作报告了利用染料废水作为唯一掺杂源,通过一步热解法合成 N 和 S 共掺杂石油焦基活性炭 (NS-AC)。更重要的是,我们大规模生产的废水和石油焦衍生的活性炭(20 千克/批)在以 1 M TEATFB/PC 为电解质的软封装全电池中显示比表面积为 2582 m 2 g −1,能量密度约为 95 Wh kg −1。该可扩展的生产方法与绿色可持续的工艺可轻松被工业采用和扩大规模,而无需复杂的工艺和/或装置,从而提供了一种以低成本从废物中生产功能化碳的便捷绿色途径。
铝电解电容器(AEC)可用于较高的电容和电压范围,与触觉电解电容器(TEC)相比。然而,在使用温度加速的常规AEC操作或存储过程中电解质的蒸发不允许在空间电子中使用这些零件。相反,对于需要大价值电容器和高工作电压的系统,设计人员必须使用TEC库,这些TEC库实质上增加了电子模块的大小和重量。使用密封的AEC的开发可能对空间系统有益,只要确保必要的可靠性。在AEC存储期间泄漏电流的增加是众所周知的,并且通常通过电解质中氧化铝溶解来解释。但是,尚未讨论这种效果的其他可能机制。尽管密封的TEC已在太空系统中使用了多年,但缺乏有关存储对其特性的影响的信息,这是对铝电容器的比较。这项工作探讨了AC特性(电容,耗散因子和等效串联电阻)和DC特性(泄漏和吸收电流)在长期存储期间在长期存储期间(100°C,125°C,125°C和15000000000000000000000000000000000子)的AC特性(电容,耗散因子和等效串联电阻)和DC特性(泄漏和吸收电流)。表明,两种类型的电容器中的泄漏电流正在降解,但是在偏置应用程序后,这种降解是可逆的。降解机制,并提出了基于两种电容器常见的过程的解释。分析了与密封电容器中电解质蒸发和蒸发相关的问题。