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Performance simulation method and state of health estimation for lithium-ion batteries based on aging-effect coupling model

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Green Energy and Intelligent Transportation 2023年第3期2卷 16-29页

作者： Deyu Fang Wentao Wu junfu li Weizhe Yuan Tao liu Changsong Dai Zhenbo Wang Ming Zhao School of Automotive Engineering Harbin Institute of TechnologyWeihai 264209ShandongChina School of New Energy Harbin Institute of TechnologyWeihai 264209ShandongChina Guangdong Guanghua Sci-Tech Co. Ltd.Shantou 515000GuangdongChina School of Chemical Engineering and Chemistry Harbin Institute of TechnologyHarbin 150001HeilongjiangChina School of Energy Science and Engineering Harbin Institute of TechnologyHarbin 150001HeilongjiangChina Zhuhai Zhongli New Energy Sci-Tech Co. Ltd.Zhuhai 519000GuangdongChina

Accurate simulation of characteristics performance and state of health(SOH)estimation for lithium-ion batteries are critical for battery management systems(BMS)in electric vehicles.Battery simplified electrochemical model(SEM)can achieve accurate estimation of battery terminal voltage with less computing resources.To ensure the applica-bility of life-cycle usage,degradation physics need to be involved in SEM models.This work conducts deep analysis on battery degradation physics and develops an aging-effect coupling model based on an existing improved single particle(ISP)model.Firstly,three mechanisms of solid electrolyte interface(SEI)film growth throughout life cycle are analyzed,and an SEI film growth model of lithium-ion battery is built coupled with the ISP model.Then,a series of identification conditions for individual cells are designed to non-destructively determine model parameters.Finally,battery aging experiment is designed to validate the battery performance simulation method and SOH estimation method.The validation results under different aging rates indicate that this method can accurately es-timate characteristics performance and SOH for lithium-ion batteries during the whole life cycle.

关键词： Improved single particle model Failure physics Characteristics performance simulation State of health estimation

铋系光电催化剂降解水中有机污染物的研究进展

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材料工程 2024年第6期52卷 92-108页

作者：李碧秋李希成熊俊夫李金韩贾博雅汪长征北京建筑大学城市雨水系统与水环境教育部重点实验室北京100044 北京市供水管理事务中心北京100195 河北省承德市自然资源和规划局河北承德067000

光电催化技术通过电场协助光催化,能有效抑制光生载流子复合,提高有机污染物的去除率,具有简便、高效、易操作等优点。光电极材料是光电催化技术的关键,相较于其他传统催化剂,铋系半导体具有独特的层状结构和适宜的禁带宽度,对光的利用... 详细信息

光电催化技术通过电场协助光催化,能有效抑制光生载流子复合,提高有机污染物的去除率,具有简便、高效、易操作等优点。光电极材料是光电催化技术的关键,相较于其他传统催化剂,铋系半导体具有独特的层状结构和适宜的禁带宽度,对光的利用率更高。层状结构使铋系材料能在层内诱导内部电场,促进光生电子和空穴分离,加速载流子转移,提升光催化性能。本文介绍了一元铋系化合物、二元铋系化合物、卤氧化铋系化合物和含氧酸型铋系化合物的制备、表征及性能,简述了铋系材料作为光电极材料的优势。综述了其对有机污染物降解的研究,对铋系材料应用于光电催化进行废水处理进行了总结,新型催化剂的开发和如何推进建立催化剂全生命周期内对环境产生的影响评价体系是后续研究的重点方向。

关键词：光电催化铋系材料废水处理复合电极

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A branch current estimation and correction method for a parallel connected battery system based on dual BP neural networks

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Green Energy and Intelligent Transportation 2022年第2期1卷 112-123页

作者： Quanqing Yu Yukun liu Shengwen Long Xin Jin junfu li Weixiang Shen School of Automotive Engineering Harbin Institute of TechnologyWeihaiShandong 264209China School of New Energy Harbin Institute of TechnologyWeihaiShandong 264209China School of Science Computing and Engineering TechnologiesSwinburne University of TechnologyHawthornVictoria 3122Australia

In the actual use of a parallel battery pack in electric vehicles(EVs),current distribution in each branch will be different due to inconsistence characteristics of each battery cell.If the branch current is approximately calculated by the total current of the battery pack divided by the number of the parallel branches,there will be a large error between the calculated branch current and the real branch current.Adding current sensors to measure each branch current is not practical because of the high cost.Accurate estimation of branch currents can give a safety warning in time when the parallel batteries of EVs are seriously inconsistent.This paper puts forward a method to estimate and correct branch currents based on dual back propagation(BP)neural networks.In the proposed method,one BP neural network is used to estimate branch currents,the other BP neural network is used to reduce the estimation error cause by current pulse excitations.Furthermore,this paper makes discussions on the selection of the best inputs for the dual BP neural networks and the adaptability of the method for different battery capacity and resistence differences.The effectiveness of the proposed method is verified by multiple dynamic conditions of two cells connected in parallel.

关键词： BP neural Network Branch current estimation and correction Electric vehicles lithium-ion battery pack

不同高静压的压力处理对豌豆7S、11S球蛋白形成凝胶的影响

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食品科学 2024年第8期45卷 153-160页

作者：王雪艳李开鑫李家豪马玲君陈芳胡小松季俊夫中国农业大学食品科学与营养工程学院国家果蔬加工工程技术研究中心北京100083

以豌豆7S、11S球蛋白为研究对象,以100~500 MPa高静压作用10 min诱导形成凝胶,通过测量流变特性、质构特性、持水力评估凝胶性能,再将凝胶溶解在不同溶剂中确定维持凝胶的主要相互作用力,通过扫描电子显微镜观察凝胶的微观结构。结果显... 详细信息

以豌豆7S、11S球蛋白为研究对象,以100~500 MPa高静压作用10 min诱导形成凝胶,通过测量流变特性、质构特性、持水力评估凝胶性能,再将凝胶溶解在不同溶剂中确定维持凝胶的主要相互作用力,通过扫描电子显微镜观察凝胶的微观结构。结果显示,当压强达到300 MPa时,豌豆7S、11S球蛋白溶液逐渐转变为凝胶状态。当压强持续升高到500 MPa,形成的凝胶变强、质地变硬、持水力提高。11S球蛋白相比于7S具有较弱的凝胶性,但具有较强的持水力(100%)。当两种蛋白按照比例(质量比为1∶2、1∶1、2∶1)混合后,凝胶整体的持水力和强度均显著提高。维持凝胶结构的作用力主要为氢键和疏水相互作用,其次为二硫键和静电相互作用。因此通过改变高静压的参数,可以实现豌豆球蛋白凝胶强度、质地等特性的调控。

关键词：豌豆球蛋白高静压凝胶流变特性结构

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半导体桥火工品的防静电与防射频设计

爆破器材 2024年第1期53卷 30-35页

作者：袁玉红李军福周彬黄寅生南京理工大学化学与化工学院江苏南京210094 安徽红星机电科技股份有限公司安徽合肥231135 南京军事代表局驻蚌埠地区军事代表室安徽蚌埠233000

为提高半导体桥(SCB)火工品的防静电与防射频的双防能力,将静电加固器件瞬态电压抑制(TVS)二极管和射频加固器件负温度系数(NTC)热敏电阻同时集成入SCB火工品的结构中,并研究了上述组合器件对SCB火工品发火性能和抗电磁性能的影响规律... 详细信息

为提高半导体桥(SCB)火工品的防静电与防射频的双防能力,将静电加固器件瞬态电压抑制(TVS)二极管和射频加固器件负温度系数(NTC)热敏电阻同时集成入SCB火工品的结构中,并研究了上述组合器件对SCB火工品发火性能和抗电磁性能的影响规律。结果表明:集成防护器件后,SCB火工品的安全电流从1.2 A升至1.5 A;抗静电性能满足500 pF/500Ω/25 kV条件下不发火;在22μF/16 V的电容发火条件下,集成SCB火工品的平均爆发时间较SCB火工品增加了1.77μs。因此,该组合型防护器件可以在不改变SCB发火性能的基础上有效提高SCB的抗静电和抗射频的能力。

关键词：火工品电磁防护集成半导体桥瞬态电压抑制二极管射频加固器件负温度系数热敏电阻

地铁车站洞桩法施工扩挖并行下穿既有建筑物的施工影响

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城市轨道交通研究 2024年第6期27卷 136-141页

作者：郑龙超李明潘伍李静路军富中铁隧道局集团建设有限公司南宁530007 成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室成都610059

[目的]受地面既有建(构)筑物影响,有的地铁车站两端盾构接收区车站主体围护桩无法施作,须采用洞桩法施工。对此需研究地铁车站洞桩法施工扩挖并行下穿既有建筑物的施工影响。[方法]以成都地铁18号线新建倪家桥站下穿既有建筑物工程为研... 详细信息

[目的]受地面既有建(构)筑物影响,有的地铁车站两端盾构接收区车站主体围护桩无法施作,须采用洞桩法施工。对此需研究地铁车站洞桩法施工扩挖并行下穿既有建筑物的施工影响。[方法]以成都地铁18号线新建倪家桥站下穿既有建筑物工程为研究对象,建立有限元模型,根据实际施工方案,对地面和既有建(构)筑物沉降特征进行分析,并采用现场监测数据进行验证。[结果及结论]采用超前大管棚、临时立柱支撑体系、7导洞分部开挖以及人工挖孔灌注桩等洞桩法施工技术,能够在有效控制地面和既有建筑物沉降的前提下,成功实现车站主体围护桩的施作;对地面沉降和既有建筑物沉降影响最大的施工步骤是导洞(1)、(3)、(5)、(7)的开挖;既有建筑物在导洞(1)、(2)处沉降明显,最大沉降值为9.62 mm,是模拟结果沉降值的1.5倍,现场监测结果与模拟结果均满足安全控制要求。

关键词：地铁车站洞桩法下穿施工数值模拟

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分布式3D打印服务的实时多任务调度研究

制造技术与机床 2024年第4期 188-195页

作者：赵军富杜海渊靳永胜李建军内蒙古科技大学内蒙古包头014010 内蒙古蒙牛乳业(集团)股份有限公司内蒙古呼和浩特010000

针对分布式3D打印机(3DPs)在工业物联网(IIoT)中共享、协作、生产全球化的定制产品过程中,3D打印任务(3DPTs)在分布式3D打印机上分配工作量不平衡,以及提交的每个模型的定制属性和实时性等问题,文章提出了用于IIoT中个性化3D打印的实时... 详细信息

针对分布式3D打印机(3DPs)在工业物联网(IIoT)中共享、协作、生产全球化的定制产品过程中,3D打印任务(3DPTs)在分布式3D打印机上分配工作量不平衡,以及提交的每个模型的定制属性和实时性等问题,文章提出了用于IIoT中个性化3D打印的实时绿色感知多任务调度架构,给出了一种稳健的在线分配算法,使得每个3D打印任务能够精确地满足用户定义属性,并且平衡了分布式3D打印机之间工作负荷,同时开发了一种基于优先级的自适应实时多任务调度(ARMPS)算法,实时调度每一个3D打印任务,满足3D打印任务的实时性以及动态性要求。在高负载下进行仿真实验,经性能评估测试,表明所提出的算法具有稳健性,调度架构具有鲁棒性和可扩展性。

关键词： 3D打印工业物联网任务分配实时性多任务调度

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一种先进超声速民机低声爆高效气动布局设计

航空学报 2024年第6期45卷 115-133页

作者：李军府陈晴王伟韩忠华谭玉婷丁玉临谢露乔建领宋科艾俊强西北工业大学航空学院西安710072 航空工业第一飞机设计研究院西安710089 西北工业大学翼型、叶栅空气动力学国家级重点实验室西安710072 西北工业大学航空学院气动与多学科优化设计研究所西安710072

低声爆高效气动布局设计是超声速民机研究的重点和关键技术之一。采用基于声爆最小化理论反设计方法、波系有益干扰后体设计方法、参数化近场超压信号的混合可信度反设计方法,提出了一种先进超声速民机低声爆气动布局,对每一步降低声爆... 详细信息

低声爆高效气动布局设计是超声速民机研究的重点和关键技术之一。采用基于声爆最小化理论反设计方法、波系有益干扰后体设计方法、参数化近场超压信号的混合可信度反设计方法,提出了一种先进超声速民机低声爆气动布局,对每一步降低声爆的效果进行了分析并研究了该布局的全声爆毯特性;采用CFD数值求解近场声爆信号并通过Burgers方程传播到远场,研究了飞行高度、飞行马赫数等参数对该气动布局地面声爆响度的影响;采用CFD数值模拟方法研究了飞行高度、马赫数等参数对该气动布局气动特性的影响。研究表明,采用基于声爆最小化理论反设计方法降低了基准气动布局的地面声爆响度约6.54 PLdB,采用波系有益干扰后体设计方法进一步使地面声爆响度降低了约0.97 PLdB,采用参数化近场超压信号的混合可信度反设计方法使气动布局地面声爆响度进一步降低了约4.04 PLdB;合理地设计飞行高度、飞行马赫数,可以有效地降低地面声爆响度;合理地选择巡航飞行高度和巡航飞行马赫数,可以有效地提高巡航效率。研究工作对超声速民机气动布局设计具有一定的工程指导价值,对超声速民机总体气动方案设计亦具有一定的工程借鉴意义。

关键词：超声速民机低声爆气动布局地面声爆响度巡航效率马赫数飞行高度机翼后掠角

Insight into the dynamic adsorption behavior of graphene oxide multichannel architecture toward contaminants

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Chinese Journal of Chemical Engineering 2023年第1期53卷 124-132页

作者： Jian Tian Gen li Wang He Kok Bing Tan Daohua Sun junfu Wei Qingbiao li Department of Chemical and Biochemical Engineering College of Chemistry and Chemical EngineeringXiamen UniversityXiamen 361005China College of Chemistry and Chemical Engineering Tiangong UniversityTianjin 300387China College of Food and Biological Engineering Jimei UniversityXiamen 361021China

Graphene oxide(GO) channels exhibit unique mass transport behaviors due to their flexibility, controllable thinness and extraordinary physicochemical properties, enabling them to be widely used for adsorption and membrane separation. Nevertheless, the adsorption behavior of nanosized contaminants within the channels of GO membrane has not been fully discussed. In this study, we fabricated a GO membrane(PGn, where n represents the deposition cycles of GO) with multi channels via the crosslinking of GO and multibranched poly(ethyleneimine)(PEI). Phenol was used as molecular probe to determine the correlations between dynamic adsorption behavior and structural parameters of the multilevel GO/PEI membrane. PG8 shows higher adsorption capacities and affinity, which is predominantly attributed to the multichannel structure providing a large specific surface for phenol adsorption, enhancing the accessibility of active sites for phenol molecules and the transport of phenol. Density functional theory calculations demonstrate that the adsorption mechanism of phenol within GO channel is energetically oriented by hydrogen bonds, which is dominated by oxygen-containing groups compared to amino groups. Particularly, the interfaces which facilitate strong π-π interaction and hydrogen bonds maybe the most active regions. Moreover, the as-prepared PG8 membrane showed outstanding performance for other contaminants such as methyl orange and Cr(VI). It is anticipated that this study will have implications for design of GO-related environmental materials with enhanced efficiency.

关键词： Graphene oxide Multichannel Adsorptive behavior Phenol DFT calculations