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面向城郊公交纯电动小巴动力系统匹配及经济性研究

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中国工程机械学报 2023年第2期21卷 134-138页

作者：白有俊王月雷郑艳张克明海南经贸职业技术学院机电与汽车工程学院海南海口571127 海南科技职业大学机电工程学院海南海口571126

在目前原材料价格上涨和实现碳达峰碳中和战略目标的背景下,开发节能减排、低碳环保的城郊公交纯电动小巴替代燃油版小巴很有必要。本文简述了新能源汽车相关政策,以海口城郊公交小巴为研究对象,调研实际需求,设计出具有太阳能辅助充电... 详细信息

在目前原材料价格上涨和实现碳达峰碳中和战略目标的背景下,开发节能减排、低碳环保的城郊公交纯电动小巴替代燃油版小巴很有必要。本文简述了新能源汽车相关政策,以海口城郊公交小巴为研究对象,调研实际需求,设计出具有太阳能辅助充电的城郊公交纯电动小巴,并进行了动力系统匹配,通过使用仿真软件实验,优化改进了相关参数,同时进行了经济性对比分析。结果表明:太阳能辅助充电的城郊公交纯电动小巴参数合理,较好地满足需求,增加了续航里程,节约了电能及动力电池容量,具有较高的经济性。

关键词：海南城郊公交纯电动小巴太阳能动力系统仿真经济性

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超高速电动汽车动力系统的结构与性能研究

汽车工程 2017年第2期39卷 127-132页

作者：周凯臧经伦哈尔滨理工大学汽车电子驱动控制与系统集成教育部工程研究中心俄亥俄州立大学汽车研究中心哈尔滨150080

超高速电动汽车是为突破电动车极限速度而研发,旨在使车辆达到400mph的速度。车辆动力学模型、传动系统模型和制动系统模型的设计直接影响车辆的动力性能。本文中采用仿真与台架试验相结合的方式,获取车辆的动力性能。结果表明,新一代... 详细信息

超高速电动汽车是为突破电动车极限速度而研发,旨在使车辆达到400mph的速度。车辆动力学模型、传动系统模型和制动系统模型的设计直接影响车辆的动力性能。本文中采用仿真与台架试验相结合的方式,获取车辆的动力性能。结果表明,新一代超高速电动汽车的最高时速可超过400mph。

关键词：超高速电动汽车动力系统传动系统动力性能

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氢内燃机飞机动力系统设计与性能分析

氢内燃机飞机动力系统设计与性能分析

作者：李佳桐沈阳航空航天大学

学位级别：硕士

近年来,随着全球航空需求的不断增长,航空业二氧化碳的排放量也在不断增加,由此引发了越来越多的环境问题。为了减轻这一影响,许多国家开始倡导航空碳减排,我国民航局同样重视绿色低碳航空的发展,将建设绿色航空作为我国航空运输业发展... 详细信息

近年来,随着全球航空需求的不断增长,航空业二氧化碳的排放量也在不断增加,由此引发了越来越多的环境问题。为了减轻这一影响,许多国家开始倡导航空碳减排,我国民航局同样重视绿色低碳航空的发展,将建设绿色航空作为我国航空运输业发展的主要目标之一。因此,我们需要大力发展新能源航空,而氢能作为一种清洁能源,将成为未来航空业发展的重要领域。随着技术的发展和政策的支持,氢能动力飞机也将成为未来竞争的主战场。本文以某型号的四座轻型飞机作为参考机型,选择一汽公司研制的以氢燃料为能源的内燃机作为飞机的发动机,由于一汽公司研制的氢内燃机是以地面车辆为基础,各系统部件设计时是为了满足汽车在地面的运行要求,所以为了将其作为飞机的发动机使用本文对其动力系统重新进行了设计,首先对原冷却系统进行了优化,并利用仿真软件对优化后的冷却系统进行了建模,模拟了飞机三种飞行情况的工况环境下,记录了发动机起动后的工作温度变化情况;其次由于飞机的燃料补充相比于地面车辆难度较大,设计要求中包含对飞机航程的要求,所以对氢内燃机的储氢系统进行了改进设计,原储氢系统由于地面车辆燃料补充方便,储氢量较少,直接在飞机上使用会导致飞机续航里程无法满足设计要求,因此对储氢系统进行了优化,使得优化后的储氢系统在满足重量要求的同时,储氢量满足续航所需;最后根据发动机的转速和功率选择了一种螺旋桨,并对螺旋桨进行了CFD仿真模拟,根据仿真结果可以发现螺旋桨与发动机的匹配性能较好。组成了以氢内燃机为主要动力的新动力系统。将新动力系统替换掉参考机型的动力系统后,对氢内燃机飞机的起飞性能和爬升性能进行了分析,计算了起飞滑跑距离、爬升率、储氢消耗量、航程等数据,并将一部分数据制作成了图表,与原型机的数据进行了对比。结果表明,氢内燃机飞机在保证飞机的基本性能的前提下,起飞性能和爬升性能都有所提升,虽然续航时间明显缩短,但能够满足飞行任务要求,而且减少了碳排放。

关键词：新能源通用飞机氢能动力系统性能分析

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几类动力系统的非游荡集

几类动力系统的非游荡集

作者：王小吉上海师范大学

学位级别：硕士

轨道的极限及非游荡集的刻画是动力系统的基本问题.本文研究如下三类动力系统的轨道极限及非游荡集:(1)f(x)=μx(1-x),μ<3,(2)(?),(3)(?).本文证明了这三类动力系统的不动点集,周期集以及非游荡集分别相等;且对任意x∈R,满足对任意n ∈... 详细信息

轨道的极限及非游荡集的刻画是动力系统的基本问题.本文研究如下三类动力系统的轨道极限及非游荡集:(1)f(x)=μx(1-x),μ动力系统的不动点集,周期集以及非游荡集分别相等;且对任意x∈R,满足对任意n ∈ N,fn(x)有定义,则(?)为±∞或f的不动点.

关键词：动力系统轨道极限不动点集周期集非游荡集

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大型水面舰船动力系统的易损性等效研究

大型水面舰船动力系统的易损性等效研究

作者：吕峰江苏科技大学

学位级别：硕士

建立科学有效的易损性等效模型是舰船目标易损性研究的前提。由于舰船系统结构复杂、功能各异,舰船设备类型繁多、几何形式不规则,常用于舰船目标板架结构的易损性等效方法不足以准确建立舰船系统的易损性等效模型。本文针对大型水面舰... 详细信息

建立科学有效的易损性等效模型是舰船目标易损性研究的前提。由于舰船系统结构复杂、功能各异,舰船设备类型繁多、几何形式不规则,常用于舰船目标板架结构的易损性等效方法不足以准确建立舰船系统的易损性等效模型。本文针对大型水面舰船的动力系统提出了建立其易损性等效模型的方法。首先根据大型水面舰船动力系统的功能分解结果建立毁伤树并分析得到动力系统的关键设备与非关键设备,其次基于不同毁伤元独特的毁伤机制分别对关键设备和非关键设备进行不同程度的易损性等效建模,最后使用专业软件完成大型水面舰船动力系统的易损性等效模型及相关材料库、设备库的构建。本文主要研究内容包括以下三部分:（1）根据大型水面舰船动力系统的功能分解结果建立毁伤树,并使用下行法分析底事件的重要度得到动力系统的关键设备与非关键设备。本文详细梳理了大型水面舰船动力系统的设备组成和工作原理,并提出以“功能”为依据的舰船系统分解方法,将动力系统分解为一级功能、二级功能和设备。选用系统工程学中常用的逻辑门符号和事件符号,根据动力系统的功能分解结果以及系统、功能和设备之间的毁伤逻辑构建大型水面舰船动力系统的毁伤树。通过对动力系统毁伤树的定性分析与定量分析,得到各个底事件的发生概率、概率重要度和关键重要度,由此确定大型水面舰船动力系统的关键设备与非关键设备。（2）基于不同毁伤元独特的毁伤机制,使用典型结构等效法、几何简化法和基于塑性动力学理论的材料等效法等多种方法,建立大型水面舰船动力系统中关键设备的易损性等效模型。通过敏感性分析确定破片和冲击振动为大型水面舰船动力系统较为敏感的毁伤元,在破片毁伤元作用下综合使用三种典型结构类型的结构等效法和几何简化法对关键设备进行结构等效,然后验证基于塑性动力学原理的材料等效板厚计算公式在舰船设备上的适用性与准确性,并使用此材料等效方法对关键设备的包覆外壳进行材料等效。在冲击振动毁伤元作用下,通过有限元仿真分析得到关键设备的关键易损部位,以关键易损部位的应力响应情况代替整个设备遭遇冲击振动时的毁伤特性,并使用质量点对关键易损部位进行表征。最终以带有一定厚度并具备目标设备主要外观特征的包覆外壳加质量点的形式呈现大型水面舰船动力系统中关键设备的易损性等效模型。（3）根据动力系统中各个设备的易损性等效模型和动力系统的可视化模型,使用专业软件,建立大型水面舰船动力系统的易损性等效模型及相关材料库、设备库。参照大型水面舰船动力系统中关键设备的等效方法,对非关键设备进行较为简化的易损性等效建模,即可得到大型水面舰船动力系统中所有设备的易损性等效模型。基于系统中设备的毁伤判据与系统的毁伤等级,通过分析单个或多个设备毁伤对系统功能的影响,完成大型水面舰船动力系统的功能等效。最后基于系统中设备的易损性等效模型以及动力系统可视化模型中各个设备的位置坐标,在目标易损性建模软件中建立大型水面舰船动力系统的易损性等效模型及其相关材料库、设备库。

关键词：舰船目标动力系统易损性等效破片冲击振动

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养殖工船电力推进调距桨动力系统策略

渔业现代化 2022年第5期49卷 45-53页

作者：黎建勋董晓妮崔铭超杨栋轩黄温赟中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所农业农村部远洋渔船与装备重点实验室上海200092 青岛海洋科学与技术国家实验室深蓝渔业工程联合实验室山东青岛266237 中国船舶集团青岛北海造船有限公司山东青岛266520 不详

为解决深远海养殖工船电力推进系统复杂,存在谐波干扰,设备空间占用多,系统成本高等问题,结合动力系统适渔性需求,采用了一种变频软起动的电力推进调距桨动力系统设计方法。经过比较该系统配置方案,研究该系统起动和运行过程中推进电机... 详细信息

为解决深远海养殖工船电力推进系统复杂,存在谐波干扰,设备空间占用多,系统成本高等问题,结合动力系统适渔性需求,采用了一种变频软起动的电力推进调距桨动力系统设计方法。经过比较该系统配置方案,研究该系统起动和运行过程中推进电机和螺旋桨的特性曲线,对比分析调距桨动力系统的造价和性能。结果显示:该电力推进调距桨动力系统可以简化动力系统配电网络,降低了配电装置成本,提高了系统冗余度,减少了电网谐波。研究表明:该方案具有经济性、可行性、可靠性、适渔性。

关键词：养殖工船电力推进调距桨动力系统变频软起动

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求解强伪单调拟均衡问题的动力系统方法

求解强伪单调拟均衡问题的动力系统方法

作者：常浩西华师范大学

学位级别：硕士

均衡问题是包含变分不等式问题和互补问题在内的、比最优化问题更为一般化的数学模型。虽然变分不等式问题、互补问题等所谓均衡问题并非极小化某个特定目标函数的最优化问题,但由于非线性规划问题的KKT条件能够表示成这些均衡问题的形... 详细信息

均衡问题是包含变分不等式问题和互补问题在内的、比最优化问题更为一般化的数学模型。虽然变分不等式问题、互补问题等所谓均衡问题并非极小化某个特定目标函数的最优化问题,但由于非线性规划问题的KKT条件能够表示成这些均衡问题的形式,所以从某种意义上来说,均衡问题也可看成是包含最优化问题在内的更广泛的一类问题。本文主要是研究拟均衡问题。在Lipschitz连续性和强伪单调性的假设条件下,我们借助不动点理论,给出了拟均衡问题解存在唯一的充分条件。然后,考虑了一个动力系统方法来求解强伪单调拟均衡问题,并说明了该动力系统具有唯一的均衡解。最后,证明了该均衡解在全局范围内是指数稳定的,并分析了任意轨迹与均衡解的全局误差界。本文推广了均衡问题和拟变分不等式问题的动力系统方法。本文主要由以下五个章节构成:第一章,介绍了变分不等式问题、拟变分不等式问题、均衡问题以及动力系统方法的研究背景、国内外现状以及本文的主要工作。第二章,简要阐述了本文研究中所需的预备知识。第三章,主要研究解的存在性和唯一性。对于一般的拟均衡问题,我们借助定义的辅助拟均衡函数证明了其均衡解的存在性和唯一性。又研究了在Lipschitz型连续性条件下,对辅助拟均衡函数进行合理假设,证明了具有一般可变集A(·)且满足某种压缩性质的强伪单调拟均衡问题解存在唯一的充分条件。第四章,在2020年Vuong和Strodiot提出的求解强伪单调均衡问题动力系统方法的基础上,结合辅助拟均衡函数,提出了求解强伪单调拟均衡问题的动力系统方法,即不动点式动力系统方法,并证明了动力系统均衡解的全局指数稳定性。我们还研究了任意轨迹x与强伪单调拟均衡问题解集之间距离的全局界,即给定任意轨迹x∈R,得到了x与拟均衡问题唯一解x的接近程度。第五章,对全文进行了总结,阐述了本文的主要成果以及未来的研究展望。

关键词：均衡问题拟均衡问题强伪单调动力系统全局指数稳定

基于金属氢化物固态氢源的氢燃料电池动力系统特性的研究

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过程工程学报 2020年第2期20卷 237-244页

作者：闫红丽陆佐伟敬志良吴震西安交通大学城市学院机械工程系陕西西安710018 西安交通大学化学工程与技术学院陕西西安710049

以基于金属氢化物的固态储氢技术,与质子交换膜燃料电池(PEMFC)耦合,搭建了基于金属氢化物固态氢源的氢燃料电池动力系统试验台,测试了吸氢压力、放氢温度、氢流量等关键操作参数对氢燃料电池动力系统性能的影响。结果表明,当吸氢压力... 详细信息

以基于金属氢化物的固态储氢技术,与质子交换膜燃料电池(PEMFC)耦合,搭建了基于金属氢化物固态氢源的氢燃料电池动力系统试验台,测试了吸氢压力、放氢温度、氢流量等关键操作参数对氢燃料电池动力系统性能的影响。结果表明,当吸氢压力大于等于0.60 MPa时,固态储氢反应器放氢流量稳定的时间最长可达4500 s以上。当放氢温度大于60℃时,储氢反应器能完全释放氢气,且放氢时间基本相同。放氢流量越小,氢燃料电池动力系统稳定工作的时间越长。

关键词：燃料电池储氢动力系统耦合特性

液氢燃料电池汽车动力系统及能量管理策略研究

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液氢燃料电池汽车动力系统及能量管理策略研究

作者：曹瑜西安建筑科技大学

学位级别：硕士

随着现阶段的汽车工业不断发展,在能源危机与碳排放超标的背景下,新能源汽车已逐渐进入大众的视野。其中燃料电池汽车以零污染、零排放、高续航的优点,竞相成为各个国家发展研究的重要目标。由于液氢相对于气氢更是具有超高密度、高安全... 详细信息

随着现阶段的汽车工业不断发展,在能源危机与碳排放超标的背景下,新能源汽车已逐渐进入大众的视野。其中燃料电池汽车以零污染、零排放、高续航的优点,竞相成为各个国家发展研究的重要目标。由于液氢相对于气氢更是具有超高密度、高安全性,使得液氢燃料电池汽车的应用研究十分广泛。本文首先对现有的液氢燃料电池汽车的动力系统进行优化设计。液氢燃料电池汽车长时间停放之后,由于液氢不可避免的升温升压,需要对液氢储罐进行降压泄漏,此举会造成一定的能源浪费和安全隐患。故改进的动力系统重新设计了布置结构,并且增加了备用气罐和制冷机进行分层管控:汽车正常行驶时,液氢储罐对燃料电池堆进行供氢,备用气罐与制冷机不工作;汽车停放期间,根据泄氢量的大小调控备用气罐与制冷机的开闭。结果表明:改进的动力系统有效的解决了长时间停放的氢气泄漏问题,有效提高了液氢燃料电池汽车的安全性和经济性。其次,基于不同工况下对液氢燃料电池汽车的能量管理策略进行研究。根据液氢燃料电池汽车的拓扑结构建立各个模块的物理模型并进行参数匹配。最终使用基于MATLAB/SIMULINK的二次开发软件ADVISOR进行液氢燃料电池汽车仿真模型的建立。最后针对模糊控制的专家经验单一、控制细节不完善的特点,提出了基于功率差值的双模糊控制策略:再增加一个模糊控制器以扩充燃料电池的运行范围以及将需求功率优化为需求功率与最优功率的差值。利用MATLAB/SIMULINK建立该结构模型,并导入ADVISOR中进行仿真和分析。在典型工况NEDC结果表明下,基于功率差值的双模糊控制策略在百公里氢耗量(L/100k M)方面相比模糊控制综合下降了20%;燃料电池的启动频率降低为1次且运行温度控制效果明显;蓄电池的SOC控制区间在0.4-0.8之间弹性波动。对比工况UDDS结果也与其相仿,得到了类似的优化结果。此结论表明基于功率差值的双模糊控制策略有效延长了燃料电池的寿命,平衡了动力电池的动力性,同时也降低了整车的能量消耗。

关键词：液氢燃料电池汽车动力系统能量管理模糊控制