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动力电池热失控特征及防控技术研究分析

汽车工程 2024年第1期46卷 139-150页

作者：李致远鲁锐华余庆华颜伏伍武汉理工大学现代汽车零部件技术湖北省重点实验室湖北省新能源与智能网联车工程技术研究中心武汉430070 湖北航天化学技术研究所应急救生与安全防护湖北省重点实验室襄阳441003

近年来,锂离子电池热失控问题已成为抑制新能源汽车动力电池发展的主要瓶颈。本文针对新能源汽车动力电池热失控问题的研究展开了全面综述,阐述了锂离子电池热失控的诱因,介绍了锂离子电池热失控过程以及不同变量条件下锂离子电池的热... 详细信息

近年来,锂离子电池热失控问题已成为抑制新能源汽车动力电池发展的主要瓶颈。本文针对新能源汽车动力电池热失控问题的研究展开了全面综述,阐述了锂离子电池热失控的诱因,介绍了锂离子电池热失控过程以及不同变量条件下锂离子电池的热失控特征。基于锂离子电池的热失控特征参数综述了适用于锂离子电池火灾的早期预警方法和火灾抑制方法,总结了目前新能源汽车动力电池热失控问题研究的不足和发展趋势,为新能源汽车动力电池领域的发展提供一定的参考。

关键词：动力电池热失控火灾预警火灾抑制

PEMFC空气系统流量和压力协同控制策略设计

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太阳能学报 2024年第7期45卷 218-223页

作者：王志红王向光颜伏伍武汉理工大学汽车工程学院武汉430070 现代汽车零部件技术湖北省重点实验室(武汉理工大学) 武汉430070

为提高质子交换膜燃料电池(PEMFC)空气系统的动态响应性能,避免局部缺气而导致其输出性能降低等问题的出现,针对空气系统存在流量和压力耦合的问题,分别采用PID、前馈解耦控制和模型预测控制(MPC)对空气系统进行控制,通过仿真和台架测试... 详细信息

为提高质子交换膜燃料电池(PEMFC)空气系统的动态响应性能,避免局部缺气而导致其输出性能降低等问题的出现,针对空气系统存在流量和压力耦合的问题,分别采用PID、前馈解耦控制和模型预测控制(MPC)对空气系统进行控制,通过仿真和台架测试,验证控制算法的有效性。结果表明,两种控制算法相比较PID均具有较好的控制效果,空气流量和空气压力均能快速跟随设定值,PEMFC发动机的输出性能平稳。

关键词：质子交换膜燃料电池空气供应系统解耦控制台架试验

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考虑运行参数可寻优范围的PEMFC系统净功率优化

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汽车工程 2024年第7期46卷 1137-1146,1176页

作者：徐寅嵩李文浩杜常清颜伏伍武汉理工大学汽车工程学院武汉430070 武汉理工大学现代汽车零部件技术湖北省重点实验室武汉430070

质子交换膜燃料电池电堆的运行参数对电堆输出性能和空压机、循环水泵和散热风扇等辅助设备的寄生功率都会产生影响,可通过对电堆运行参数进行优化来实现系统最大净功率输出目标。实际系统受到空压机性能和背压阀调节能力的限制,阴极运... 详细信息

质子交换膜燃料电池电堆的运行参数对电堆输出性能和空压机、循环水泵和散热风扇等辅助设备的寄生功率都会产生影响,可通过对电堆运行参数进行优化来实现系统最大净功率输出目标。实际系统受到空压机性能和背压阀调节能力的限制,阴极运行参数的调节范围存在界限,本文基于MATLAB/Simulink软件建立62 kW燃料电池系统模型,通过仿真分析确定了各负载电流下的参数可优化范围,采用遗传算法对电堆温度、阴极压力和过氧比进行了优化。结果表明:在各负载电流下,提升电堆温度都有利于增加系统净功率,最优运行温度均为80℃。而过氧比和阴极压力在不同的负载电流下的优化方向是不同的;在低负载电流(50、100 A)下增加过氧比和阴极压力时,电堆输出功率的增长小于寄生功率,提供较低的过氧比和阴极压力有利于提升系统净功率;高负载电流(300A)下,低过氧比和阴极压力会限制电堆输出功率,最低净功率仅为35.530 kW;合理增加过氧比和阴极压力后,获得的最优净功率为53.271 kW,通过运行参数优化可实现49.9%的净功率提升。

关键词：质子交换膜燃料电池运行参数优化系统净功率遗传算法

融合改进A^(*)算法和动态窗口法的自动驾驶路径规划

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重庆理工大学学报（自然科学） 2024年第6期38卷 81-91页

作者：刘西程正钱胡远志颜伏伍王戡重庆理工大学汽车零部件先进制造技术教育部重点实验室重庆400054 重庆赛力斯新能源汽车设计院有限公司重庆401335 招商局检测车辆技术研究院有限公司重庆401332

针对自动驾驶汽车路径规划全局最优、耗时最优和避障的需求,提出一种改进A^(*)算法和动态窗口法的融合算法。A^(*)算法主要从启发函数、权重系数、搜索邻域和搜索策略4个方面进行改进,动态窗口法主要改进评价函数。利用改进后的A^(*)算... 详细信息

针对自动驾驶汽车路径规划全局最优、耗时最优和避障的需求,提出一种改进A^(*)算法和动态窗口法的融合算法。A^(*)算法主要从启发函数、权重系数、搜索邻域和搜索策略4个方面进行改进,动态窗口法主要改进评价函数。利用改进后的A^(*)算法和双向A^(*)算法完成栅格地图上的全局路径规划,去除冗余节点并平滑处理优化全局路径,利用融合动态窗口算法进行局部路径规划,完成避障。与传统的A^(*)算法相比,改进的A^(*)算法和双向A^(*)算法搜索全局路径耗时和节点显著减少,优化的A^(*)算法与动态窗口法的融合算法具有更高的效率、更好的路径规划能力和避障能力。

关键词： A^(*)算法路径规划平滑处理动态窗口算法避障

基于改进LPV模型的自动驾驶轻型货车横向控制

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汽车工程 2024年第8期46卷 1403-1413页

作者：颜伏伍向博文胡杰陈锐鹏张志豪刘昊岩高宠智新能源与智能网联车湖北工程技术研究中心武汉理工大学现代汽车零部件技术湖北省重点实验室武汉理工大学汽车零部件技术湖北省协同创新中心东风汽车股份有限公司商品研发院

本文为适应物流自动驾驶轻型货车载荷显著变化的特点，满足低计算负载和高稳定性等需求，提出了一种基于LPV-MPC的路径跟踪控制方法。首先构建线性参变模型，并制定该模型与调度变量-速度和载荷的非线性映射规则，旨在提高行车稳定性并... 详细信息

本文为适应物流自动驾驶轻型货车载荷显著变化的特点，满足低计算负载和高稳定性等需求，提出了一种基于LPV-MPC的路径跟踪控制方法。首先构建线性参变模型，并制定该模型与调度变量-速度和载荷的非线性映射规则，旨在提高行车稳定性并降低系统对参数的灵敏度；然后在滚动优化部分，为解决规划层提供的离散轨迹点稠密程度不匹配控制模块预测层需求的问题，设计了一种轨迹重构的方法，构建了适应预测层时域尺度的平滑轨迹序列，能有效降低预测状态与真实状态的偏差；同时采用了多点状态量偏差预测方式代替单点偏差预测，充分利用了参考轨迹信息从而提高跟踪精度；最后通过联合仿真和实车试验，验证了所提出控制策略的有效性。

关键词：自动驾驶轻型货车路径跟踪 LPV-MPC 轨迹重构

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动力电池低温热管理系统评价技术研究

汽车工程学报 2024年第3期14卷 479-490页

作者：黄珂睿鲁锐华余庆华李致远颜伏伍武汉理工大学现代汽车零部件技术湖北省重点实验室武汉430070 武汉理工大学湖北省新能源与智能网联汽车工程技术研究中心武汉430070 湖北航天化学技术研究所湖北襄阳441003

电动汽车的普及对动力电池相关的技术提出了更高的要求,使电池保持在合适温度区间工作的动力电池热管理系统已经成为各大厂商的核心技术需求。由于锂离子电池在冬季低温环境下性能下降、寿命衰减尤为明显,低温热管理技术更是近年来动力... 详细信息

电动汽车的普及对动力电池相关的技术提出了更高的要求,使电池保持在合适温度区间工作的动力电池热管理系统已经成为各大厂商的核心技术需求。由于锂离子电池在冬季低温环境下性能下降、寿命衰减尤为明显,低温热管理技术更是近年来动力电池研究的重点。从锂离子电池在低温环境中的性能劣化机理出发,对低温热管理系统的发展现状进行了综述,并结合最新研究进展,归纳了一套电动汽车低温热管理评价方法。

关键词：动力电池锂离子电池低温热管理评价技术

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“双一流”建设背景下高校工程学科交叉个案分析

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高等工程教育研究 2022年第3期70卷 79-84页

作者：范涛颜伏伍梁传杰武汉理工大学汽车学院湖北省新能源与智能网联车工程技术研究中心武汉理工大学研究生院

武汉理工大学“新能源与智能网联汽车”工程交叉学科在发展过程中基于问题导向,通过构建“课题组—非实体机构—实体机构”渐变式的学科组织,实行多元创新人才聘用、培养与考核机制,建立内外结合、全方位激励的科研协同创新机制,推行校... 详细信息

武汉理工大学“新能源与智能网联汽车”工程交叉学科在发展过程中基于问题导向,通过构建“课题组—非实体机构—实体机构”渐变式的学科组织,实行多元创新人才聘用、培养与考核机制,建立内外结合、全方位激励的科研协同创新机制,推行校所协同、校企协同和国际协同人才培养,制订较为完善的内部制度体系等主要建设举措,形成了具有代表性、典型性和示范性的学科交叉建设模式。该学科的实践表明,学科交叉的基本逻辑就是要坚持社会需求导向,价值追求就是要秉承特色发展理念,平台支撑就是要创新学科组织形式,根本保障就是要构建有效体制机制。

关键词：学科交叉需求导向特色发展学科组织体制机制

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四轮转向车辆后轮转角控制方法研究

汽车工程 2023年第12期45卷 2242-2250页

作者：张佩孙文新胡杰颜伏伍徐骞闫涛卫武汉理工大学现代汽车零部件技术湖北省重点实验室武汉430070 武汉理工大学汽车零部件技术湖北省协同创新中心武汉430070 新能源与智能网联汽车湖北省工程技术中心武汉430070 湖北隆中实验室襄阳441000 东风汽车集团有限公司技术中心武汉430056

为提高四轮转向车辆在低速时的机动性,建立了包括侧向运动、横摆运动的整车2自由度四轮转向车辆动力学模型,总结归纳了四轮转向车辆后轮转角控制方法,搭建了CarSim和Matlab/Simulink联合仿真平台,使CarSim中建立的整车模型的实际转向状... 详细信息

为提高四轮转向车辆在低速时的机动性,建立了包括侧向运动、横摆运动的整车2自由度四轮转向车辆动力学模型,总结归纳了四轮转向车辆后轮转角控制方法,搭建了CarSim和Matlab/Simulink联合仿真平台,使CarSim中建立的整车模型的实际转向状态接近预设的2自由度理想转向状态,通过设置包括前轮角阶跃输入在内的3种工况进行了不同控制方法的仿真对比分析。结果表明:文中所提到的几种控制策略均能改善四轮转向车辆在低速时的机动性,使车辆具有更高的机动运动能力,为找到一种四轮转向车辆后轮转角最优控制策略奠定了基础。

关键词：四轮转向车辆后轮转角控制仿真分析

车用质子交换膜燃料电池空气系统过氧比控制方法

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吉林大学学报（工学版） 2022年第9期52卷 1996-2003页

作者：张佩王志伟杜常清颜伏伍卢炽华武汉理工大学现代汽车零部件技术湖北省重点实验室武汉430070 武汉理工大学汽车零部件技术湖北省协同创新中心武汉430070 武汉理工大学新能源与智能网联车湖北工程技术研究中心武汉430070

针对车用质子交换膜燃料电池(PEMFC)系统最佳过氧比(OER)控制问题,基于60kW PEMFC系统,构建了面向控制的三阶非线性空气系统模型,分别设计了基于稳态工作点近似线性化模型的动态前馈+PI控制器和基于全局线性化模型的前馈/反馈线性化控... 详细信息

针对车用质子交换膜燃料电池(PEMFC)系统最佳过氧比(OER)控制问题,基于60kW PEMFC系统,构建了面向控制的三阶非线性空气系统模型,分别设计了基于稳态工作点近似线性化模型的动态前馈+PI控制器和基于全局线性化模型的前馈/反馈线性化控制器。仿真结果表明:前馈/反馈线性化方法解决了基于近似线性化模型控制方法由于模型误差而使OER响应存在稳态误差的问题,并且通过引入非线性前馈环节消除了负载电流变化对OER响应的影响,能在不同工况负载下跟踪最佳OER,有效提高了PEMFC系统效率。

关键词：车辆工程质子交换膜燃料电池系统空气供应系统过氧比前馈/反馈线性化