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一种基于分数阶微积分的CCM Boost变换器准在线无源参数的数字孪生辨识方法

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中国电机工程学报 2024年第6期44卷 2340-2349,I0022页

作者：马铭遥韩添侠陈强王鼎奕徐君可再生能源接入电网技术国家地方联合工程实验室(合肥工业大学) 安徽省合肥市230009 阳光电源股份有限公司安徽省合肥市230088

由于具有高性价比、准确性和数字化等优点,数字孪生已成为电力电子变换器故障趋势判断和预知维护的先进技术。针对当前电力电子变换器所建立的数字孪生模型尚未考虑实际电感、电容的分数阶特性的问题,基于分数阶微积分构建电力电子电路... 详细信息

由于具有高性价比、准确性和数字化等优点,数字孪生已成为电力电子变换器故障趋势判断和预知维护的先进技术。针对当前电力电子变换器所建立的数字孪生模型尚未考虑实际电感、电容的分数阶特性的问题,基于分数阶微积分构建电力电子电路的预估-校正数字孪生模型,应用基于粒子群优化(particle swarm optimization,PSO)算法的孪生参数辨识方法对不同分数阶阶次下的电感值(L)和电容值(C)进行辨识,并计算出等效串联电阻。通过与现有方法对比,该方法不仅提高了实际电感和实际电容的辨识精度,还能辨识出不同阶次下与不同C下的分数阶参数。最后,搭建不同L和C及分数阶阶次的连续导通模式Boost变换器物理样机,并考虑不同工况条件与不同辨识次数等因素来进行实验验证。实验结果验证了所提模型与方法的有效性。

关键词：数字孪生分数阶 Boost变换器参数辨识粒子群优化

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宽范围输入三电平半桥LLC变换器混合控制

电机与控制学报 2024年第2期28卷 120-128页

作者：胡存刚刘威朱文杰张治国李善庆安徽大学电气工程与自动化学院安徽合肥230601 合肥华耀电子工业有限公司安徽合肥230088

针对传统变频(PFM)控制的LLC谐振变换器在宽电压输入条件下效率低的问题,提出一种三电平半桥LLC谐振变换器的变频-移相(PFM-PS)混合控制策略。首先,分析三电平半桥LLC谐振变换器的工作模态,建立其等效模型,获得了移相控制和变频控制下... 详细信息

针对传统变频(PFM)控制的LLC谐振变换器在宽电压输入条件下效率低的问题,提出一种三电平半桥LLC谐振变换器的变频-移相(PFM-PS)混合控制策略。首先,分析三电平半桥LLC谐振变换器的工作模态,建立其等效模型,获得了移相控制和变频控制下的电压增益曲线。其次,分析了变频控制的工作区间与软开关特性,推导得到了移相控制下实现软开关的最小占空比。通过混合控制策略,在升压时采用变频控制和在降压时采用移相控制,相较于全变频控制和全移相控制,混合控制可在较小频率变化范围内对电压进行升降压,在全增益范围内实现软开关,获得较宽的电压增益范围,提升了变换器的效率。最后,通过仿真和输入500~800 V/4.5 kW实验样机验证了所提出混合控制策略的有效性。

关键词：谐振变换器变频控制电压增益混合控制宽电压

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二维复合光催化剂的合成及其性能研究

分子催化（中英文） 2024年第2期38卷 99-103,I0001页

作者：李静李全胜中建材(合肥)新能源有限公司安徽合肥230000

通过超声辅助溶剂热法制备一种新型的二维类复合光催化剂BiOCl/MOF-5.运用XRD、SEM、BET、TEM、PL等手段对催化剂的特殊结构和性能进行表征.在该光催化剂体系中,选取MOF-5为载体,通过与光催化剂BiOCl复合来合成一种新型的二维复合光催化... 详细信息

通过超声辅助溶剂热法制备一种新型的二维类复合光催化剂BiOCl/MOF-5.运用XRD、SEM、BET、TEM、PL等手段对催化剂的特殊结构和性能进行表征.在该光催化剂体系中,选取MOF-5为载体,通过与光催化剂BiOCl复合来合成一种新型的二维复合光催化剂.结果表明,制备的催化剂均呈现出较为明显的二维结构形貌,且相对于单一BiOCl(3.15 m2·g-1)来说,该复合催化剂(110.16 m2·g-1)的比表面积得到了明显的提高.由于催化剂的光催化性能与其比表面积和孔隙体积密切相关,复合催化剂相对较大的比表面积和适当的能带隙,有利于为反应物提供更多的活性位点和有效的传输路径.得益于MOF-5独特的形貌和结构,光催化剂聚集和比表面积小的问题也得到了解决.因此,该复合材料在降解有机污染物方面呈现出优异的光催化活性,且与纯BiOCl相比,催化剂的光催化活性得到了明显的提高.

关键词：二维光催化剂超声辅助溶剂热 BiOCl/MOF-5 光催化性能

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月球探测储能电池过放电影响分析

电源技术 2024年第3期48卷 454-459页

作者：史菁菁檀立新吴金伟杨锐原超天津空间电源科技有限公司天津300384

月球探测器与卫星等航天器不同,在月面工作时,月夜时间长达14 d,储能电池存在过放电的风险。通过对储能电池进行不同时长的过放电(采用电阻模拟载荷将电池过放电至0 V)试验,探讨了电池过放电对电池的容量、自放电等性能的影响。结果表明... 详细信息

月球探测器与卫星等航天器不同,在月面工作时,月夜时间长达14 d,储能电池存在过放电的风险。通过对储能电池进行不同时长的过放电(采用电阻模拟载荷将电池过放电至0 V)试验,探讨了电池过放电对电池的容量、自放电等性能的影响。结果表明:过放电时间越长,电池的自放电性能越差,电池容量有小幅度下降。但经过活化后,自放电性能有明显改善。

关键词：锂离子电池过放电自放电容量

车用燃料电池质子交换膜气体渗透率的理论计算和试验

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化工进展 2024年

作者：王晋贺晓蕊江壮壮冯勇刘城沈星汉上海嘉资新材料科技有限公司贵州梅岭电源有限公司

探究质子交换膜燃料电池中气体渗透的规律。通过理论计算和实验验证相结合的方法，探讨了温度、湿度以及膜厚度对H2、O2、N2渗透性的影响。实验结果表明，随着相对湿度和温度的增加，不同厚度膜的气体渗透性都会增加，H2、O2、N2三种气... 详细信息

探究质子交换膜燃料电池中气体渗透的规律。通过理论计算和实验验证相结合的方法，探讨了温度、湿度以及膜厚度对H2、O2、N2渗透性的影响。实验结果表明，随着相对湿度和温度的增加，不同厚度膜的气体渗透性都会增加，H2、O2、N2三种气体在MX20和M740两种膜的渗透率比例约为5/2/1。此外，膜厚度的增加也会显著降低气体的渗透性，膜的厚度从10μm增加到18μm时，H2、O2、N2三种气体的渗透率分别下降了20.6%、22.1%、21.8%。这些研究有助于更好地理解质子交换膜燃料电池中气体渗透的机理，为优化膜材料的设计提供参考依据。

关键词：质子交换膜气体渗透率理论计算湿度温度

马鞍山长江公铁大桥2100 MPa高强度钢绞线斜拉索及锚具研制

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桥梁建设 2024年第1期54卷 1-7页

作者：张强李冰郝玉柱周琦中铁大桥勘测设计院集团有限公司湖北武汉430056 宁安铁路公司(合肥枢纽指挥部) 安徽合肥230001 威胜利工程有限公司安徽合肥230001 河间市宝泽龙金属材料有限公司河北河间062450

巢马铁路马鞍山长江公铁大桥副汊航道桥为(58+168+392+168+58)m双塔三索面钢桁梁斜拉桥,斜拉索设计采用抗拉强度2100 MPa、抗疲劳应力幅280 MPa的∅15.2 mm低松弛PE镀锌钢绞线拉索。为保证高强度钢绞线斜拉索的力学及锚固性能,根据其技... 详细信息

巢马铁路马鞍山长江公铁大桥副汊航道桥为(58+168+392+168+58)m双塔三索面钢桁梁斜拉桥,斜拉索设计采用抗拉强度2100 MPa、抗疲劳应力幅280 MPa的∅15.2 mm低松弛PE镀锌钢绞线拉索。为保证高强度钢绞线斜拉索的力学及锚固性能,根据其技术指标要求,在1860 MPa钢绞线基础上,研制2100 MPa钢绞线及配套锚具。通过提高钢绞线原材料盘条中C、Si、Mn元素含量及改进钢丝拉拔工艺,选择直径14.0 mm的PQS92Si-HT盘条为2100 MPa钢绞线原材料。为提高钢绞线的锚固性能,夹片选择20CrMnTi钢,夹片长度52 mm、牙高0.45 mm、锥角6°10′、表面粗糙度R a3.2以上且表面硬度不低于56 HRC。根据2100 MPa钢绞线锚具的载荷变化和现行锚具锚板的材料性能,锚板选择40Cr钢,并进行调质处理。对研制的2100 MPa钢绞线及配套锚具进行单孔锚及斜拉索锚具组件疲劳试验及疲劳后静载试验。结果表明:研制的2100 MPa钢绞线及其锚具组件均满足规范要求,可应用于马鞍山长江公铁大桥副汊航道桥。

关键词：公路铁路两用桥斜拉桥斜拉索钢绞线锚具夹片疲劳试验静载试验

含硅高比能量锂离子电池循环后氧化亚硅颗粒失效分析

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电源技术 2024年第9期48卷 1713-1716页

作者：刘松涛韩庆怡石雅珂天津空间电源科技有限公司天津300384

为实现锂离子电池比能量提升,使用硅基材料提升负极的平均比容量是一种常用的方法。其中氧化亚硅由于循环性能优异,已经在动力电池中得到应用。然而氧化亚硅基负极颗粒在充放电过程中体积膨胀收缩率较大,会影响电池的循环寿命。探究硅... 详细信息

为实现锂离子电池比能量提升,使用硅基材料提升负极的平均比容量是一种常用的方法。其中氧化亚硅由于循环性能优异,已经在动力电池中得到应用。然而氧化亚硅基负极颗粒在充放电过程中体积膨胀收缩率较大,会影响电池的循环寿命。探究硅颗粒在膨胀收缩过程中颗粒的粉化和SEI膜的过渡生长与预紧力的关系,有助于改善含硅高比能体系的循环寿命。通过研究不同应力条件下高比能量锂离子电池循环后硅负极颗粒的失效状态,分析氧化亚硅颗粒失效机理。

关键词：氧化亚硅失效分析高比能锂离子电池

磷酸锆对铜铋-钢背双层金属复合材料性能的影响

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粉末冶金技术 2024年第2期42卷 128-134页

作者：丁晓龙杨兆方郑合静合肥波林新材料股份有限公司合肥230088

采用烧结压轧复合工艺制备了铜铋-钢背双层金属复合材料板材,研究了磷酸锆对铜铋-钢背复合材料板材结合强度、硬度及摩擦学性能的影响。结果表明:磷酸锆的添加可以有效改善铜铋-钢背复合材料板材减摩耐磨性能,并能够提升其抗承载能力。... 详细信息

采用烧结压轧复合工艺制备了铜铋-钢背双层金属复合材料板材,研究了磷酸锆对铜铋-钢背复合材料板材结合强度、硬度及摩擦学性能的影响。结果表明:磷酸锆的添加可以有效改善铜铋-钢背复合材料板材减摩耐磨性能,并能够提升其抗承载能力。随着磷酸锆质量分数的增加,铜铋-钢背复合材料板材的结合强度逐渐减小,硬度先增大后减小。在定速定载寿命试验中,与未添加磷酸锆的铜铋-钢背复合材料板材相比,添加质量分数为2%和4%的磷酸锆可以有效改善铜铋-钢背复合材料板材的减摩耐磨性能,降低摩擦副摩擦系数,有利于表面温升。在定速变载荷试验中,磷酸锆的添加可以显著提升铜铋-钢背双层材料的摩擦抗承载能力。在端面油循环条件下,添加质量分数4%磷酸锆的铜铋-钢背复合材料板材极限PV值(摩擦副接触面压强与摩擦线速度乘积)可以达到14 MPa∙m∙s^(-1),而未添加磷酸锆的铜铋-钢背复合材料板材极限PV值仅8 MPa∙m∙s^(-1),提升约75%。

关键词：磷酸锆双层金属复合材料自润滑摩擦学特性

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高体积比能量锂离子电池的研究

电源技术 2024年第9期48卷 1717-1720页

作者：冉昕昕王储徐星田进贵州梅岭电源有限公司贵州遵义563000

采用高镍三元正极材料和硅碳复合负极材料,通过对负极材料选型、电极面密度参数优化,成功制备出容量大于3.6Ah的18650型锂离子电池。该18650电池体积比能量达到751 Wh/L,可3 C放电,工作温度范围为-40~60℃。电池具备良好的倍率性能、循... 详细信息

采用高镍三元正极材料和硅碳复合负极材料,通过对负极材料选型、电极面密度参数优化,成功制备出容量大于3.6Ah的18650型锂离子电池。该18650电池体积比能量达到751 Wh/L,可3 C放电,工作温度范围为-40~60℃。电池具备良好的倍率性能、循环性能、低温放电性能、高温放电性能,综合性能良好,能满足用电设备的宽温域、长循环使用要求。

关键词：锂离子电池高能量密度长循环