Вышедшие номера
Home » Журнал технической физики » Год 2024, выпуск 11 » Статья стр. 1915
<<<>>>
Об оптимизации импульсного отбора энергии с суперконденсатора
Агафонов Д.В. 1, Кузнецова А.Р. 1, Компан М.Е. 2, Малышкин В.Г. 2
1Санкт-Петербургский государственный технологический институт (Технический университет), Санкт-Петербург, Россия
2Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия
Email: phti@lti-gti.ru, arinaspbgti@yandex.ru, kompan@mail.ioffe.ru, malyshki@ton.ioffe.ru
Поступила в редакцию: 25 марта 2024 г.
В окончательной редакции: 10 июля 2024 г.
Принята к печати: 11 июля 2023 г.
Выставление онлайн: 29 октября 2024 г.
PDF версия
Рассмотрена задача импульсного (за данное время tau) отбора энергии с суперконденсатора. Показано, что для каждого tau существует оптимальное значение нагрузки, при которой в ней выделится максимальная энергия. В простейшей модели единственного RC-элемента задача может быть решена аналитически, для более сложных моделей суперконденсаторов (самоподобных лестничных RC-цепей, древовидных RC-сетей и пр.) проведено численное моделирование. Показано, что острота максимума уменьшается с увеличением tau и зависит от степени распределенности RC-сети. Написанная компьютерная программа позволяет для произвольной эквивалентной цепи суперконденсатора моделировать импульсную нагрузку непосредственно во временном пространстве. Это позволяет рассматривать нелинейные системы и обходиться без сложной конвертации импеданса Z(ω) во временное пространство. Развитый подход (вместе с программой моделирования) непосредственно применим к решению практических задач импульсного режима работы суперконденсатора. Ключевые слова: суперконденсатор, RC-цепь, RC-сеть, импульсная нагрузка.
  1. Maxim Integrated, (2019), MAX1687 Step-Up DC-DC Converters with Precise, Adaptive Current Limit for GSM. https://datasheets.maximintegrated.com/en/ds/MAX1687-MAX1688.pdf
  2. D.V. Agafonov, A.R. Kuznetsova, M.E. Kompan, V.G. Malyshkin. J. Power Sources, 598, 234196 (2024). DOI: 10.1016/j.jpowsour.2024.234196
  3. V.G. Malyshkin. RC Simulation Program for Ngspice (2023), http://www.ioffe.ru/LNEPS/malyshkin/RCcircuit_ver2.zip
  4. A.J. Bard, L.R. Faulkner, H.S. White. Electrochemical Methods: Fundamentals and Applications (John Wiley \& Sons, 2022)
  5. A. Lasia. Electrochemical Impedance Spectroscopy and its Applications (Springer, 2002), DOI: 10.1007/978-1-4614-8933-7
  6. V.S. Bagotsky, A.M. Skundin, Y.M. Volfkovich. Electrochemical Power Sources: Batteries, Fuel Cells, and Supercapacitors (John Wiley \& Sons, 2015), DOI: 10.1002/9781118942857
  7. Y. Cheng. IEEE Transactions on Energy Conversion, 25, 253 (2009). DOI: 10.1109/TEC.2009.2032619
  8. H. Yang. J. Energy Storage, 29, 101316 (2020). DOI: 10.1016/j.est.2020.101316
  9. A. Allagui, D. Zhang, A.S. Elwakil. Appl. Phys. Lett., 113, 253901 (2018). DOI: 10.1063/1.5080404
  10. S. Zhang, N. Pan. Advanced Energy Mater., 5, 1401401 (2015). DOI: 10.1002/aenm.201401401
  11. J.P. Baboo, E. Jakubczyk, M.A. Yatoo, M. Phillips, S. Grabe, M. Dent, S.J. Hinder, J.F. Watts, C. Lekakou. J. Power Sources, 561, 232762 (2023). DOI: 10.1016/j.jpowsour.2023.232762
  12. E. Barsoukov, J.R. Macdonald. Impedance Spectroscopy: Theory, Experiment, and Applications (John Wiley \& Sons, 2018), DOI: 10.1002/9781119381860
  13. М.Е. Компан, В.П. Кузнецов, В.Г. Малышкин. ЖТФ, 80 (5), 100 (2010). [M.E. Kompan, V.P. Kuznetsov, V.G. Malyshkin. Tech. Phys., 55 (5), 692 (2010). DOI: 10.1134/S1063784210050142]
  14. Maxwell Techonologies (2021), BCAP0005 P270 S01, ESHSR-0005C0-002R7, Document 3001974-EN.3, product list, and Test Procedures for Capacitance, ESR, Leakage Current and Self-Discharge Characterizations of Ultracapacitors. https://maxwell.com/wp-content/uploads/ 2021/08/1007239_EN_test_procedures_technote_2.pdf
  15. IEC 62391-1:2015 RLV (2015). Fixed Electric Double-Layer Capacitors for use in Electric and Electronic Equipment. https://webstore.iec.ch/publication/23570
  16. A. Burke, M. Miller. J. Power Sources, 196, 514 (2011). DOI: 10.1016/j.jpowsour.2010.06.092
  17. A. Allagui, A.S. Elwakil, B.J. Maundy, T.J. Freeborn. Chem. Electro Chem., 3, 1429 (2016). DOI: 10.1002/celc.201600249
  18. Д.С. Ильющенков, А.А. Томасов, С.А. Гуревич. Письма в ЖТФ, 46 (2), 33 (2020). [D.S. Il'yushchenkov, A.A. Tomasov, S.A. Gurevich. Tech. Phys. Lett., 46, 80 (2020). DOI: 10.1134/S1063785020010253]
  19. S. Dutta Roy. Circuits, Systems, and Signal Processing, 34, 3661 (2015). DOI: 10.1007/s00034-015-0012-x
  20. A. Kartci, N. Herencsar, J.T. Machado, L. Brancik. Radioengineering, 29, 296 (2020). DOI: 10.13164/re.2020.0296
  21. A.A. Arbuzov, R.R. Nigmatullin. Russ. J. Electrochem., 45, 1276 (2009). DOI: 10.1134/S1023193509110081
  22. L. Herrera, C. Fan, V. Nguyen, D. Do, T. Horikawa, D. Nicholson. Carbon, 50, 500 (2012). DOI: 10.1016/j.carbon.2011.09.004
  23. P. Yang, Z. Wu, Y. Jiang, Z. Pan, W. Tian, L. Jiang, L. Hu. Advanced Energy Mater., 8, 1801392 (2018). DOI: 10.1002/aenm.201801392
  24. M.E. Kompan, V.G. Malyshkin. J. Power Sources, 484, 229257 (2021). DOI: 10.1016/j.jpowsour.2020.229257

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.

Учредители

Издатель

© 2024 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme