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基于电化学阻抗谱的电池组不一致性诊断

汽车工程 2024年第7期46卷 1167-1176页

作者：姚晗欣王学远袁永军戴海峰魏学哲同济大学汽车学院上海201804 同济大学新能源汽车工程中心上海201804 上海炙云新能源科技有限公司上海201806

电池组中的单体电池之间可能会存在温度、荷电状态、老化状态(容量和内阻)等不一致。由于“短板效应”的存在,不一致性将会影响电池组的整体性能发挥,及时准确地进行不一致性诊断非常必要。考虑到上述提及的不一致性会对电极过程特性产... 详细信息

电池组中的单体电池之间可能会存在温度、荷电状态、老化状态(容量和内阻)等不一致。由于“短板效应”的存在,不一致性将会影响电池组的整体性能发挥,及时准确地进行不一致性诊断非常必要。考虑到上述提及的不一致性会对电极过程特性产生影响,进而反映在电化学阻抗谱(EIS)和弛豫时间分布(DRT)上,本文在结合等效电路厘清几种不一致性对EIS和DRT的影响规律后,创新性地提出了一种基于EIS和DRT的电池组不一致性诊断方法。通过将异常电池混入一组一致性良好的电池中,对比分析了K-means、AP和DBSCAN等无监督聚类算法性能,结果表明DBSCAN诊断准确率为99.2%,可以实现电池组内单体电池不一致性差异的准确诊断。

关键词：锂离子电池电化学阻抗谱弛豫时间分布不一致性无监督聚类

基于电化学机理模型的锂离子电池早期内短路电热特征研究

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上海理工大学学报 2024年第1期46卷 10-20页

作者：吴文涛乔冬冬王学远魏学哲戴海峰同济大学新能源汽车工程中心上海201804 同济大学汽车学院上海201804

锂离子电池的内短路故障是诱发其热失控的主要原因之一,早期内短路特征研究能够为电池管理系统的故障诊断和安全预警提供支撑,对提高电动汽车的安全性具有重要意义。构建了锂离子电池内短路电化学机理模型,实现了不同内短路阻值下的锂... 详细信息

锂离子电池的内短路故障是诱发其热失控的主要原因之一,早期内短路特征研究能够为电池管理系统的故障诊断和安全预警提供支撑,对提高电动汽车的安全性具有重要意义。构建了锂离子电池内短路电化学机理模型,实现了不同内短路阻值下的锂枝晶内短路故障模拟。结果表明,由锂枝晶导致的电池内短路产热98%以上来源于正负极产生的焦耳热,早期内短路过程中正负极集流体表面的温升小于1.5 K,不显著的外部热特征无法用于早期内短路故障诊断。与正常电池相比,内短路故障将使得电池充电速度变慢,放电速度变快,端电压异常下降,上述电特征可以为构建早期内短路故障诊断方法提供依据。

关键词：锂离子电池早期内短路电化学机理模型

基于含氧氢化钆薄膜的宽波段调制光致变色智能窗

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无机材料学报 2024年第4期39卷 441-448页

作者：李众少李明曹逊中国科学院上海硅酸盐研究所上海200050 中国科学院大学材料科学与光电工程中心北京100049

光致变色窗户因结构简单、被动调光和零能耗输入而被认为是一种高效的节能智能窗,然而有关光致变色智能窗的研究很少涉及中红外(MIR)波段,这限制了节能效率。本研究通过在ITO衬底上生长稀土含氧氢化物(ReO_(x)H_(y))薄膜,实现了宽波段... 详细信息

光致变色窗户因结构简单、被动调光和零能耗输入而被认为是一种高效的节能智能窗,然而有关光致变色智能窗的研究很少涉及中红外(MIR)波段,这限制了节能效率。本研究通过在ITO衬底上生长稀土含氧氢化物(ReO_(x)H_(y))薄膜,实现了宽波段调制的能力。所开发的光致变色智能窗口能够通过感应光强度自动调节发射率,同时保持可见光和近红外(NIR)调制(ΔT_(sol)=35.1%,ΔT_(l um)=37%,Δ(ε8-13μm=0.12))。研究还通过优化制备气氛,实现了GdO_(x)H_(y)的一步制备并提高了稳定性,通过综合表征分析了光致变色机理。总之,这种跨越可见光-近红外-中红外的被动协同调制方法有望推动光致变色智能窗的发展。

关键词：光致变色稀土含氧氢化物智能窗动态辐射制冷

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ML组合的CYGNSS海面风速反演质量控制模型

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北京航空航天大学学报 2024年第1期50卷 20-29页

作者：张云赵星宇杨树瑚孙聪韩彦岭尹继伟上海海洋大学信息学院上海201306 上海海洋大学上海市海洋智能信息与导航遥感工程中心上海201306 上海航天空间技术有限公司上海201109

卷积神经网络(CNN)可用于气旋全球导航卫星系统(CYGNSS)的海面风速反演。虽然在模型训练前设置了质量控制指标来检测和削弱CYGNSS的异常观测数据,但CYGNSS观测数据中仍存在异常值导致模型反演精度降低,甚至出现错误反演结果。因此,提出... 详细信息

卷积神经网络(CNN)可用于气旋全球导航卫星系统(CYGNSS)的海面风速反演。虽然在模型训练前设置了质量控制指标来检测和削弱CYGNSS的异常观测数据,但CYGNSS观测数据中仍存在异常值导致模型反演精度降低,甚至出现错误反演结果。因此,提出一种基于机器学习(ML)组合的海面风速反演模型。在基于CNN回归模型的CYGNSS反演海面风速基础上,ML分类模型生成CNN回归结果的质量标志位,该标志位可以检测并删除CNN回归结果的异常值,进一步提高风速反演结果的数据质量,ML分类模型能够更好地考虑各种数据误差之间的相互作用,而不是单独使用每个条件的阈值,以达到更优的海面风速反演精度的效果。实验对比了Logistic回归(LR)、决策树(DT)、朴素贝叶斯模型、K最邻近(KNN)算法、神经网络(NN)模型、支持向量机(SVM)算法等6个分类模型,其中,基于KNN算法的分类模型对风速反演质量控制的效果最优。所提风速反演组合模型显著提高了反演结果的精度,在0~20 m/s区间内,异常样本过滤率为81.27%,在所有被过滤的数据中,过滤正确率为86.03%;风速反演误差的均方根误差从无ML分类模型的1.7 m/s降低到有ML分类模型的1.44 m/s,其中,训练样本为0~10 m/s的反演结果精度提升效果较为明显,证明了所提风速反演组合模型对风速质量控制的有效性。

关键词：气旋全球导航卫星系统风速反演质量控制机器学习组合模型卷积神经网络 K最邻近算法

基于特征阻抗及滑动t方法的变电流快充析锂检测方法

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汽车安全与节能学报 2024年第3期15卷 344-350页

作者：郝祯淇王学远李嘉伟戴海峰魏学哲同济大学汽车学院 201804 同济大学新能源汽车工程中心 201804

在低温、高倍率等充电情况下,锂离子电池的石墨负极会发生析锂现象,对电池的寿命和安全性造成严重影响。为了解决锂离子电池在变电流快充工况下析锂的在线检测问题,该文提出了一种基于特征阻抗与滑动t检验的在线析锂检测方法。采用在直... 详细信息

在低温、高倍率等充电情况下,锂离子电池的石墨负极会发生析锂现象,对电池的寿命和安全性造成严重影响。为了解决锂离子电池在变电流快充工况下析锂的在线检测问题,该文提出了一种基于特征阻抗与滑动t检验的在线析锂检测方法。采用在直流充电电流的基础上叠加1 Hz正弦交流激励电流来实时测量特征频率阻抗,探究变电流充电时阻抗随电池析锂的变化规律;继而利用特征阻抗实部的变化与电池负极析锂的相关性,针对变电流快充工况,提出了基于滑动t方法的在线检测析锂起始点的检测方法。结果表明:该方法可以实现充电过程中5%SOC的延迟内识别析锂起始点,有利于形成闭环充电策略,最大限度地减少析锂危害。

关键词：锂离子电池析锂阻抗快速充电滑动t检验

基于电学参数的稻谷含水率和出糙率机器学习预测模型

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农业工程学报 2024年

作者：邓安徐永阳邱伟强李立金银哲上海海洋大学食品学院上海海洋大学食品热加工工程中心

收购现场稻谷出糙率和含水率的快速检测有助于稻谷的快速收购和分级管理，从而减少稻谷在运输、储藏和加工过程中的损耗。研究使用LCR测量仪测试1～8MHz频率下含水率为9.94%～23.51%的稻谷的介电常数、电容、介电损耗、损耗系数、导电... 详细信息

收购现场稻谷出糙率和含水率的快速检测有助于稻谷的快速收购和分级管理，从而减少稻谷在运输、储藏和加工过程中的损耗。研究使用LCR测量仪测试1～8MHz频率下含水率为9.94%～23.51%的稻谷的介电常数、电容、介电损耗、损耗系数、导电率和电导。将获得的数据用于建立二次回归模型和机器学习模型，机器学习模型分别为神经网络、决策树、随机森林和支持向量机。结果表明，频率为1MHz时，导电率与稻谷的含水率和出糙率回归模型决定系数均最高，分别为0.960和0.929。此外，使用神经网络在预测稻谷的含水率和出糙率时获得了更好的预测效果，决定系数分别为0.987和0.935，这说明了神经网络模型可以更加灵活的获取和表达电学参数与稻谷含水率和出糙率之间的非线性关系。这种便捷、高效的模型可以为稻谷品质无损检测提供理论参考。

关键词：机器学习含水率电学参数回归模型稻谷出糙率

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C/C-HfC复合材料的抗烧蚀性能

材料工程 2024年第5期52卷 171-178页

作者：郑鹏李红杨敏姚彧敏任慕苏孙晋良上海大学材料科学与工程学院复合材料研究中心上海200444

以无机铪溶液为前驱体,采用化学气相渗透法(CVI)和前驱体浸渍裂解法(PIP)制备密度为2.14 g/cm^(3)的C/C-HfC复合材料,分析其微观结构和组成,测试材料的抗烧蚀性能。结果表明:HfC陶瓷均匀地分散于基体的孔隙中,且与基体结合紧密。引入Hf... 详细信息

以无机铪溶液为前驱体,采用化学气相渗透法(CVI)和前驱体浸渍裂解法(PIP)制备密度为2.14 g/cm^(3)的C/C-HfC复合材料,分析其微观结构和组成,测试材料的抗烧蚀性能。结果表明:HfC陶瓷均匀地分散于基体的孔隙中,且与基体结合紧密。引入HfC陶瓷可以显著增强C/C复合材料的抗烧蚀性能。在相同的热流条件下,烧蚀时间为120 s时,C/C-HfC复合材料的线烧蚀率为6.20×10^(-2)mm·s^(-1),质量烧蚀率为2.03×10^(-2)g·s^(-1),分别比C/C复合材料降低了48.33%和40.12%。在烧蚀过程中,HfC会与热流中的氧气反应生成熔融的HfO_(2),均匀地覆盖在基体的表面形成保护层,隔绝热流,防止基体被氧化,同时阻止热量的传递。熔融HfO_(2)的蒸发也会带走表面的部分热量。随着烧蚀时间的增加,HfO_(2)的损耗会逐渐上升,基体表面的保护层会逐渐被破坏,热流对基体产生的烧蚀损伤会更为严重。

关键词： C/C-HfC复合材料 PIP法微观结构抗烧蚀性能

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基于改进型ADRC的PMSM无位置传感器控制

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电机与控制学报 2024年第4期28卷 50-60页

作者：肖芳谢元宇王明辉林海波哈尔滨理工大学大型电机电气与传热技术国家地方联合工程中心黑龙江哈尔滨150080

针对永磁同步电机矢量控制中传统速度环PI调节器存在协调性与抗干扰能力差的问题,引入自抗扰控制(ADRC)替代速度环PI调节器,考虑到线性ADRC中PD控制存在性能较差的缺点,选择滑模控制代替PD控制,提出改进型ADRC控制方法;同时采用模型参... 详细信息

针对永磁同步电机矢量控制中传统速度环PI调节器存在协调性与抗干扰能力差的问题,引入自抗扰控制(ADRC)替代速度环PI调节器,考虑到线性ADRC中PD控制存在性能较差的缺点,选择滑模控制代替PD控制,提出改进型ADRC控制方法;同时采用模型参考自适应系统(MRAS)取代传统机械式位置传感器对电机的转子位置进行检测,实现了永磁同步电机无位置传感器控制。通过采用改进型ADRC与MRAS相结合的控制方法,电机控制系统具有了更好的动态响应速度和抗干扰能力。最后通过永磁同步电机对拖实验平台对电机在转速恒定负载突变和带载启动转速突变两种工况下进行实验,验证了改进型ADRC与MRAS相结合的控制策略的有效性。

关键词：永磁同步电机无位置传感器滑模控制自抗扰控制模型参考自适应

生态型水源水库浮游甲壳类群落结构对水环境因子和生物因子的响应

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环境科学学报 2024年第4期44卷 401-410页

作者：毛嘉欣陈皓若李丰郭印陈立婧上海海洋大学环境DNA技术与水生态健康评估工程中心上海201306 上海农林职业技术学院上海201699

生态型水源水库是将生态学原理与传统水库管理相结合,通过连续的生物监测,为水库建设合理的生态结构和保证饮用水的安全提供依据.本研究以上海金泽水库为例,于2019—2021年对该水库进行原位调查,探讨水环境因子、藻类和鱼类对浮游甲壳... 详细信息

生态型水源水库是将生态学原理与传统水库管理相结合,通过连续的生物监测,为水库建设合理的生态结构和保证饮用水的安全提供依据.本研究以上海金泽水库为例,于2019—2021年对该水库进行原位调查,探讨水环境因子、藻类和鱼类对浮游甲壳类群落结构的影响.结果表明,金泽水库3年内共鉴定出浮游甲壳类61种,其中,枝角类29种,平均生物密度为3.8 ind.·L^(-1),生物量为0.139 mg·L^(-1);桡足类32种,平均生物密度为4.8 ind.·L^(-1),生物量为0.445 mg·L^(-1).长额象鼻溞(Bosmina longirostris)、细巧华哲水蚤(Sinocalanus tenellus)和中华窄腹剑水蚤(Limnoithona sinensis)在3年中均为优势种.枝角类优势种的生物密度由DO、TP、Chl.a、WT主导,桡足类优势种的生物密度由DO、WT、TDS主导.浮游甲壳类优势种与藻类优势种的关系显著,其群落结构易受藻类上行作用的影响,第1优势种长额象鼻溞与颗粒直链藻(Aulacoseira granulata)呈显著正相关(p≤0.001).浮游甲壳类的生物量与滤食性鱼类鲢(Hypophthalmichthys molitrix)、鳙(Aristichthys nobilis)的生物量具有一定的负相关性,且鲢、鳙的放养会使得浮游甲壳类趋向于小型化.

关键词：生态型水源水库浮游甲壳类水环境因子藻类滤食性鱼类相关性分析

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