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基于锂离子电池容量增量曲线半峰面积的容量在线估计方法

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电工技术学报 2024年第17期39卷 5354-5364页

作者：李乐卿王鹏孙万洲彭鹏段砚州熊瑞南方电网调峰调频发电有限公司储能科研院广州510630 北京理工大学机械与车辆学院北京100081

锂离子电池关键材料的持续突破和规模化应用是我国双碳目标实现的重要技术路径。然而,电池具有即用即衰性和老化特性的复杂性,准确的老化分析和容量估计极其困难。为此,该文发现了电池容量增量曲线半峰面积与寿命衰减的映射关系,提出了... 详细信息

锂离子电池关键材料的持续突破和规模化应用是我国双碳目标实现的重要技术路径。然而,电池具有即用即衰性和老化特性的复杂性,准确的老化分析和容量估计极其困难。为此,该文发现了电池容量增量曲线半峰面积与寿命衰减的映射关系,提出了基于充电容量增量曲线特征峰半峰面积的最大可用容量估计方法,明确了可用锂损耗为电池主要容量衰退模式,通过采用递推更新算法在线计算曲线特征峰半峰面积实施电池容量在线估计。考虑环境温度和充电倍率对容量估计算法的影响,进一步建立了基于环境温度、充电倍率的容量优化估计算法,不同老化状态和电池的验证结果表明最大可用容量估计误差小于3%。

关键词：锂离子电池容量估计老化模式容量增量分析

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存在初始静偏心的储能飞轮转子动力学特性

太阳能学报 2024年第3期45卷 225-232页

作者：张昊随柳亦兵滕伟武鑫华北电力大学电站能量传递转化与系统教育部重点实验室北京102206 华北电力大学先进飞轮储能技术研究中心北京102206

以大功率储能飞轮转子系统为研究对象,探究电机转子存在初始静偏心时飞轮动力学特性的变化规律。首先使用能量法求出电机转子不平衡磁拉力(UMP)与转子偏心位移之间的关系,采用Timoshenko梁单元模型建立包含UMP的飞轮转子机电耦合动力学... 详细信息

以大功率储能飞轮转子系统为研究对象,探究电机转子存在初始静偏心时飞轮动力学特性的变化规律。首先使用能量法求出电机转子不平衡磁拉力(UMP)与转子偏心位移之间的关系,采用Timoshenko梁单元模型建立包含UMP的飞轮转子机电耦合动力学模型,计算分析电机转子初始偏心量和偏心方向对飞轮稳态和瞬态特性的影响,得出以下结论:随着偏心量的增大,上轴承处轴心轨迹出现嵌套圆环,频谱出现3种频率成分且幅值增大,升速响应曲线共振峰的峰值增大,对应转速减小;当偏心方向改变且旋转一周时,转频等成分的幅值、升速响应曲线共振峰值产生明显的周期规律变化。

关键词：飞轮转子储能动力学初始静偏心不平衡磁拉力机电耦合

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提升重型车辆起步性能协调控制策略

兵工学报 2024年第1期45卷 264-275页

作者：商显赫张付军吕航刘涛韩雪峰王密琪北京理工大学机械与车辆学院北京100081 陆军装备部装备项目管理中心北京100000 中国北方车辆研究所总体技术部北京100072

针对重型车辆起步响应性差的问题,根据车辆动力传动系统结构,基于GT-SUITE软件建立废气涡轮增压柴油发动机以及控制系统的仿真模型,并基于台架试验对仿真模型进行了校核,保证动力传动系统模型具有较高的仿真精度。通过仿真探究冒烟极限... 详细信息

针对重型车辆起步响应性差的问题,根据车辆动力传动系统结构,基于GT-SUITE软件建立废气涡轮增压柴油发动机以及控制系统的仿真模型,并基于台架试验对仿真模型进行了校核,保证动力传动系统模型具有较高的仿真精度。通过仿真探究冒烟极限限制、液力变矩器耦合工作点对起步加速性能的影响规律,明确发动机和液力变矩器耦合特性对提升车辆起步性能的作用机理,以提升车辆0~32 km/h加速性能为目标,制定车辆起步协调控制策略,并基于搭建的动力传动系统仿真模型对提出的协调控制策略进行仿真验证。研究结果表明:采用提出的协调控制策略车辆从0 km/h加速到32 km/h的弹射起步时间为9.8 s,而常规起步车辆从0 km/h加速到32 km/h的时间为14 s,新提出的协调控制策略对提升重型车辆的起步加速性能具有显著的效果。

关键词：重型车辆起步性能涡轮滞后协调控制

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高温环境下弹簧功能-传感共形位移测量装置及方法

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兵工学报 2024年第2期45卷 662-670页

作者：宁克焱曾强田金山赵攀兰海何家富万丽中国北方车辆研究所先进越野系统技术全国重点实验室北京100072 重庆大学机械传动国家重点实验室重庆400044 63966部队北京100072

机械装备的位移测量是状态检测和运动控制的关键,基于激光、电涡流、电感和电阻等原理的常规位移测量方法无法应对高端装备紧凑测试空间和高温、油污等恶劣环境条件下的位移测量挑战。基于材料力学与弹簧结构,构建一种新的弹簧功能-传... 详细信息

机械装备的位移测量是状态检测和运动控制的关键,基于激光、电涡流、电感和电阻等原理的常规位移测量方法无法应对高端装备紧凑测试空间和高温、油污等恶劣环境条件下的位移测量挑战。基于材料力学与弹簧结构,构建一种新的弹簧功能-传感共形的位移测量模型,对弹簧整体受力及位移进行分析,确定位移-应变映射关系;基于有限元方法建立弹簧的应变-位移模型,分析弹簧位移测量的敏感点、不同组桥形式、位移激励频率等因素影响;通过搭建电液伺服高频冲击试验台,在扫频和加热工况下进行弹簧位移测量装置及方法的有效性和动态性能测试。试验结果表明:加载频率在100 Hz及以下时测试精度可达0.06 mm,高温适应性不低于275℃;经车用干片式制动器高温制动试验应用验证,在工作温度160℃以上仍能实时稳定获取机构的动态位移信号,为高温制动器状态检测及其故障诊断提供了嵌入式测试技术支撑;该共形位移测量方法在高温条件下具有良好的线性度和精度,为紧凑空间及高温等恶劣环境下位移测量提供了一种有效方法,尤其是在具有弹簧等弹性元件的情况下能够实现对原系统无影响的嵌入式测试。

关键词：弹簧位移测量应变高温制动

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基于多传感器数据关联的综合传动装置服役状态辨识方法

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兵工学报 2024年第2期45卷 574-583页

作者：徐保荣张金乐万丽吴昊阳王立勇 63966部队北京100072 中国北方车辆研究所车辆传动重点实验室北京100072 北京信息科技大学现代测控技术教育部重点实验室北京100192

针对综合传动装置在恶劣环境下传感器数据跳变、可靠性差,导致依赖单一传感器信息带来的状态判断虚警率高、服役状态难以准确辨识的问题,提出一种基于多传感器数据关联的综合传动装置服役状态辨识方法。通过时间窗均值关联网络,充分考... 详细信息

针对综合传动装置在恶劣环境下传感器数据跳变、可靠性差,导致依赖单一传感器信息带来的状态判断虚警率高、服役状态难以准确辨识的问题,提出一种基于多传感器数据关联的综合传动装置服役状态辨识方法。通过时间窗均值关联网络,充分考虑关联传感器数据在各时间段的关联程度,可以有效表征复杂工况下传感器数据的关联关系。在时间窗关联度计算方法的基础上进一步构造了误差反向传播(Back Propagation,BP)数据映射模型,完成对关键传感器数据的映射。采用变分模态分解和样本熵(Variational Mode Decomposition-Sample Entropy,VMD-SE)方法对数据进行预处理;利用所提方法计算各传感器数据间的关联性,选取出相关性高的数据;将相关性高的数据输入构造出的BP数据映射模型进行映射。油压数据的案例验证结果表明,时间窗关联度计算方法能准确地衡量传感器数据间的关联性,BP数据映射模型输出的数据能够良好地表征关键传感器数据,二者结合能够有效提升服役状态判断的准确性。

关键词：综合传动状态辨识数据关联映射模型

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2024世界燃料电池大会在甬召开

电化学(中英文) 2024年第8期 54-57页

7月7日至10日，2024世界燃料电池大会（2024 World Fuel Cell Conference）在甬召开。本次会议由国际氢能协会主办，中国科学院宁波材料技术与工程研究所（以下简称“宁波材料所”）、中国科学院大连化学物理研究所（以下简称“大连化...

7月7日至10日，2024世界燃料电池大会（2024 World Fuel Cell Conference）在甬召开。本次会议由国际氢能协会主办，中国科学院宁波材料技术与工程研究所（以下简称“宁波材料所”）、中国科学院大连化学物理研究所（以下简称“大连化物所”）共同承办。宁波材料所副所长（主持工作）王立平为会议名誉主席，大连化物所燃料电池系统科学与工程研究部部长邵志刚和宁波材料所氢能与储能材料技术实验室主任王宇楠为会议主席，加拿大滑铁卢大学李献国院士、宁波材料所副所长陈亮为会议共同主席。

关键词：

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履带车辆油气弹簧生热机理和热模型研究

兵工学报 2024年第10期45卷 3555-3563页

作者：聂维何洪文孙宇万义强北京理工大学机械与车辆工程学院北京100081 中国北方车辆研究所推进系统技术部北京100072 北京北方车辆集团有限公司工艺研究院北京100071

为研究油气弹簧工作过程中的生热机理,建立油气弹簧参数化热模型。采集试验数据对油气弹簧阻尼示功特性进行数值拟合,得到活塞运动速度-阻尼力关系的数学表达式。对油气弹簧的传热路径和换热特点分析,建立油气弹簧热阻网络模型,计算得... 详细信息

为研究油气弹簧工作过程中的生热机理,建立油气弹簧参数化热模型。采集试验数据对油气弹簧阻尼示功特性进行数值拟合,得到活塞运动速度-阻尼力关系的数学表达式。对油气弹簧的传热路径和换热特点分析,建立油气弹簧热阻网络模型,计算得到工作过程中油气弹簧2种工作介质的温度变化特性。设计试验对油气弹簧的热模型计算结果进行验证。试验结果表明:阻尼力做功是油气弹簧温度升高的主要热量来源,油液温度比气体温度上升更快、平衡温度更高,该模型可以准确地计算出油气弹簧不同工作介质的温升情况,为油气弹簧热-机耦合动力学研究提供了参考。

关键词：生热机理能量交换热阻网络温度分布平衡温度

基于键合图法的履带车油气弹簧阻尼阀特性分析

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兵工学报 2024年第8期45卷 2728-2736页

作者：聂维何洪文雷强顺万义强北京理工大学机械与车辆工程学院北京100081 中国北方车辆研究所推进系统技术部北京100072

为优化车辆悬挂的阻尼特性,基于功率键合图法建立油气悬挂阻尼阀阻尼特性的参数化模型。针对阻尼阀压缩行程开阀前、开阀后和复原行程下不同工作模式,分析不同工作状态下阻尼阀的节流形式,结合流体力学知识建立阻尼阀压缩和复原行程的... 详细信息

为优化车辆悬挂的阻尼特性,基于功率键合图法建立油气悬挂阻尼阀阻尼特性的参数化模型。针对阻尼阀压缩行程开阀前、开阀后和复原行程下不同工作模式,分析不同工作状态下阻尼阀的节流形式,结合流体力学知识建立阻尼阀压缩和复原行程的阻尼特性模型。通过模型仿真研究结构参数对阻尼阀特性的影响。设计流量试验台对阻尼阀特性仿真结果进行验证。研究结果表明,基于功率键合图法建立的阻尼阀特性模型可以准确地计算出阻尼阀的特性,减小单向阀芯上通孔2和通孔3的直径可以降低悬挂阻尼阀开阀点速度,调整通孔1和通孔4的直径可以在不影响开阀速度的条件下相应调整阻尼力,通孔6的直径只对复原行程的阻尼力产生影响。

关键词：履带车辆阻尼特性流体力学油气弹簧开阀速度

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液流电池多孔复合离子传导膜研究进展

化工学报 2024年

作者：鲁文静李先锋中国科学院大连化学物理研究所储能技术研究部

液流电池储能技术具有安全性高、效率高、寿命长、环境友好等特点，适用于大规模储能和分布式储能。离子传导膜是液流电池的关键材料之一，其性质和成本直接影响着液流电池的性能和成本。复合离子传导膜选择层和多孔支撑层的组成和结构... 详细信息

液流电池储能技术具有安全性高、效率高、寿命长、环境友好等特点，适用于大规模储能和分布式储能。离子传导膜是液流电池的关键材料之一，其性质和成本直接影响着液流电池的性能和成本。复合离子传导膜选择层和多孔支撑层的组成和结构可以分别调控，可以兼具高选择性、高传导性和高稳定性，目前已经在液流电池中得到广泛的研究和应用。此外，通过对复合膜选择层结构的调控，其选择性和传导性等性能可以得到进一步优化，从而提升液流电池的性能和寿命。该综述基于液流电池用复合膜的研究进展，总结不同的基于多孔支撑层的多孔复合膜选择层的结构调控策略，为液流电池用离子传导膜的进一步发展提供理论指导。

关键词：再生能源分离液流电池复合离子传导膜