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多三相分布式绕组和集中式绕组永磁磁阻电机对比研究

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电工技术学报 2024年第10期39卷 2984-2994页

作者：汪波徐文翰查陈诚刘朝辉程明花为东南大学电气工程学院南京210096 国家新能源汽车技术创新中心北京100176

利用磁阻转矩替代永磁转矩,永磁磁阻电机可减少永磁用量,以较低的成本实现相同的性能,该电机在相关行业应用正愈发得到重视。得益于较低的永磁磁链,该类电机短路电流小,非常适合容错设计。电机运行性能和容错能力与绕组紧密相关,因此该... 详细信息

利用磁阻转矩替代永磁转矩,永磁磁阻电机可减少永磁用量,以较低的成本实现相同的性能,该电机在相关行业应用正愈发得到重视。得益于较低的永磁磁链,该类电机短路电流小,非常适合容错设计。电机运行性能和容错能力与绕组紧密相关,因此该文研究了两台分别采用分布式绕组和集中式绕组的多三相永磁磁阻电机,两台电机基于相同性能指标进行设计加工。通过深入的有限元仿真和实验测试,比较了两台电机的反电动势、最大转矩电流比(MTPA)曲线、输出转矩以及不同故障模式下的故障行为和容错能力。结果表明,对于中低速应用场合,采用集中式绕组永磁磁阻电机较之分布式绕组结构具有更好的容错表现。

关键词：多三相容错电机故障运行匝间短路有限元仿真

面向车载时间敏感网络的流量调度策略及改进算法研究

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汽车工程 2024年第1期46卷 75-83页

作者：张旭东温雅邹渊孙文景张兆龙唐风敏刘卫国北京理工大学机械与车辆学院北京100081 北京理工大学电动车辆国家工程研究中心北京100081 北京新能源汽车股份有限公司北京100176 国汽(北京)智能网联汽车研究院有限公司北京100176 浙江大学杭州310058

本文面向汽车电子电气架构中的时间敏感网络(TSN)流量调度问题开展研究。针对实际应用需求,提出一种车载TSN网络拓扑建立方法。针对网络中多类型信息流调度问题,提出一种基于时间感知整形器(TAS)机制的流量调度策略并建立相应的数学模型... 详细信息

本文面向汽车电子电气架构中的时间敏感网络(TSN)流量调度问题开展研究。针对实际应用需求,提出一种车载TSN网络拓扑建立方法。针对网络中多类型信息流调度问题,提出一种基于时间感知整形器(TAS)机制的流量调度策略并建立相应的数学模型,在降低网络总延时的同时,兼顾高优先级信息流的时间敏感性和低优先级信息流的数据完整性。为解决模型中信息流转发过程复杂导致求解效率不稳定和流量调度方案众多导致寻优困难的问题,提出一种改进的遗传算法(IGA),从设置自适应交叉概率公式、引入禁忌搜索变异、多种群联合3个方面进行了优化。实验结果表明,本文所提出的算法在端到端延时优化方面提升了43.47%,在生成方案稳定性方面提升了76.96%,该算法可得到低延时、高可靠的车载TSN流量调度方案。本文的研究成果为智能网联汽车领域的研究和车载网络通信算法的优化提供了思路。

关键词：时间敏感网络流量调度遗传算法禁忌搜索

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孔隙率分布对质子交换膜燃料电池性能的影响

浙江大学学报（工学版） 2024年第4期58卷 808-816页

作者：殷宇捷孙峰苏丹丹秦帅昌聂旭亮庞彬河北大学质量技术监督学院河北保定071002 河北省新能源汽车动力系统轻量化技术创新中心河北保定071002 北京科技大学新材料技术研究院北京100080

建立平行、蛇形及叶脉流场的三维质子交换膜燃料电池(PEMFC)模型,分析不同模型中催化层(CL)的氧气分布特征.针对不同流场模型提出对应的气体扩散层(GDL)孔隙率梯度分布方案,分析不同流场模型中氧气摩尔分数分布、膜电流密度分布、极化... 详细信息

建立平行、蛇形及叶脉流场的三维质子交换膜燃料电池(PEMFC)模型,分析不同模型中催化层(CL)的氧气分布特征.针对不同流场模型提出对应的气体扩散层(GDL)孔隙率梯度分布方案,分析不同流场模型中氧气摩尔分数分布、膜电流密度分布、极化曲线与功率密度曲线.结果表明,所提GDL孔隙率梯度分布方案能够强化氧气由GDL向CL的传输效果,改善CL上局部氧气供应不足现象,提升PEMFC输出性能.与常规孔隙率分布的平行、蛇形及叶脉流场模型相比,采用孔隙率梯度分布的流场模型的峰值功率密度分别提高了8.59%,18.26%和15.46%.

关键词：质子交换膜燃料电池(PEMFC) 流场气体扩散层孔隙率催化层

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低温等离子体空气净化器在高速公路收费岗亭的干预效果分析

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环境与职业医学 2024年第5期41卷 474-481页

作者：刘松荣周世军肖燕萍周鹏晏致涛马非钟永力蔡姣刘炜浙江交投高速公路运营管理有限公司技术研发中心浙江杭州310020 重庆科技大学建筑工程学院重庆401331 重庆科技大学健康环境研究院重庆401331 重庆市能源投资集团科技有限责任公司重庆400061

[背景]高速公路收费站空气污染严重,收费人员存在较高的职业暴露风险,亟须研发适用于高速公路收费岗亭气载颗粒物和微生物病原体的净化方法。[目的]验证低温等离子体空气净化器对高速公路收费岗亭室内气载颗粒物和微生物的净化效果。基... 详细信息

[背景]高速公路收费站空气污染严重,收费人员存在较高的职业暴露风险,亟须研发适用于高速公路收费岗亭气载颗粒物和微生物病原体的净化方法。[目的]验证低温等离子体空气净化器对高速公路收费岗亭室内气载颗粒物和微生物的净化效果。基于对照干预实验设计,选取某高速公路收费站三个收费岗亭作为测点,开展6 d的现场对照干预实验(无干预期:前3 d未开启低温等离子体净化器;干预期:后3 d每天9:00-17:00开启净化器)。实验期间持续监测室内外等效直径小于2.5μm(PM_(2.5))和小于10μm(PM_(10))的可吸入颗粒物浓度;每天上午(9:00)、中午(12:00)和下午(17:00),使用浮游微生物采样器采集收费岗亭室内外空气样品,分析气载细菌总数;每天9:00-17:00采用智能中流量颗粒物采样器持续采集最外侧出站口室内的气载颗粒样品,使用基因测序分析样品内含细菌和真菌种属明细及其相对丰度。采用独立样本t检验比较干预期和无干预期室内气载PM_(2.5)、PM_(10)和细菌总数的浓度差异;采用α多样性分析、β多样性分析和t检验(两组比较),比较干预期3 d和无干预期3 d气载颗粒样品内含细菌和真菌具体种属及样品内含典型致病细菌和真菌病原体种属的物种多样性和相对丰度差异,以反映低温等离子体空气净化器对气载PM_(2.5)、PM_(10)和微生物的净化效果。[结果]干预期室内PM_(2.5)和PM_(10)浓度及细菌总数的均值均低于无干预期室内均值(P<0.01或P<0.001);干预期PM_(2.5)和PM_(10)的室内浓度/室外浓度值(I/O)均低于无干预期(P<0.001);但干预期细菌总数的I/O值与无干预期比较,差异无统计学意义。以上午9:00收费岗亭室内PM_(2.5)的平均浓度为基准,中午12:00和下午17:00的室内PM_(2.5)平均净化率分别为49.0%和46.1%,PM_(10)为49.7%和45.4%,细菌总数为50.8%和49.9%。β多样性分析显示干预期和无干预期细菌种水平,真菌属水平和种水平上的物种组成成分均存在差异。与无干预期相比,干预期颗粒样品内含乳杆菌属等10种细菌和圆酵母菌属等7种真菌的相对丰度更低,但干预期枝孢霉科未分类属、多臂菌属和尾孢菌属真菌的丰度更高(均P<0.05)。对于典型致病菌,干预期乳杆菌属细菌和狭窄梭菌属细菌的相对丰度分别降低了73.5%和86.9%,干预期篮状菌属真菌降低了53.5%,差异均有统计学意义(P<0.05)。[结论]低温等离子体空气净化器对高速公路收费岗亭室内气载PM_(2.5)、PM_(10)和浮游细菌具有较好的净化效果,但对室内气载颗粒内含部分真菌的净化作用可能有限。

关键词：低温等离子体收费岗亭可吸入颗粒物细菌总数基因测序净化效果

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电催化还原氮制氨的最新进展

Chinese Journal of Catalysis 2024年第5期60卷 107-127页

作者：海广通富忠恒刘欣黄秀兵浙江大学衢州研究院浙江衢州324000 清华大学化工系膜技术与工程研究中心北京100084 北京科技大学新材料与技术研究所北京材料基因工程高精尖创新中心北京100083 加拿大国立科学研究院能源材料通讯中心瓦雷纳斯加拿大北京科技大学材料科学与工程学院北京材料基因工程高精尖创新中心北京100083

氮还原反应在生态系统、农业系统和工业氮循环中发挥着至关重要的作用.然而,由于氮气在水中的溶解度低,N≡N三键结构稳定,且存在与析氢反应的激烈竞争,因此目前电化学氮还原反应面临着产率缓慢、法拉第效率低等挑战.尽管研究者们通过不... 详细信息

氮还原反应在生态系统、农业系统和工业氮循环中发挥着至关重要的作用.然而,由于氮气在水中的溶解度低,N≡N三键结构稳定,且存在与析氢反应的激烈竞争,因此目前电化学氮还原反应面临着产率缓慢、法拉第效率低等挑战.尽管研究者们通过不懈的努力已经在该领域取得了显著的进展,但距离其实际应用仍有较大差距.因此,如何通过多方面的调控手段,尽早实现人工固氮的工业化生产,成为当前该领域亟待解决的关键问题.本文系统梳理了电催化还原氮制氨的最新进展.首先,对NRR的机理进行了全面介绍.详细介绍了五种备受关注的氮还原机理:解离机理、结合机理、交替机理、酶促机理以及最新发现的马尔斯-范克雷维伦机理.通过对比电催化氮还原与哈珀法催化氮还原的反应机理,阐明了电催化氮还原的优势.然后,总结了该领域最新的研究进展.详细介绍了高性能氮还原催化剂的最新设计开发成果,基于近五年的相关报道,重点介绍了Mo基催化剂、Cu基催化剂、Ru基催化剂、Bi基催化剂和Fe基催化剂的研究进展.此外,对其他过渡金属基催化剂和非金属催化剂也进行了评述和展望,并对不同催化剂的优缺点进行了系统的比较.随后,对新型氮还原反应装置的研究进展进行了综述.讨论了新型反应器对缓解氮分子低溶解度这一问题的关键作用,强调了研发新型氮还原反应装置对提升电催化氮还原性能的重要性.在NRR反应路径的调控和优化方面,本文总结了最新的研究成果,特别是Li介导的氮还原反应的重要意义,证实了反应路径的调控优化是提升氮还原性能的有效手段.更为重要的是,从目前最新的研究成果出发,提出了氮还原性能的提升需要多方面的协同调控,单一的优化手段难以突破现有的瓶颈,这为后续的研究提供了重要参考.在展望部分,强调了氮还原领域目前面临的挑战并讨论了未来的研究方向.综上,本文系统地总结了近年来的研究进展,包括高性能催化剂、新型反应设备以及氮还原反应路径的调控和优化.提升氮还原反应的整体性能需要多方面的协调调控,仅关注催化剂很难取得重大突破.本文旨在为氮还原催化剂和反应器的设计以及反应路径的调控优化提供参考.

关键词：氮还原反应电催化催化剂反应设备反应途径

基于中低频阻抗谱的锂离子电池容量快速估计方法研究

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中国公路学报 2024年

作者：孙丙香庞俊峰苏晓佳付大伟付智城北京空间飞行器总体设计部北京交通大学国家能源主动配电网技术研发中心

针对批量电动汽车退役电池的梯次利用，电池评估专用设备的技术研发面临迫切需求，但评估软件的算法策略开发难度大。兼顾快速性与准确性的阻抗谱方法在专用设备实现中具有良好的可行性。本文选择测试时间短且对采样频率要求低的中低频... 详细信息

针对批量电动汽车退役电池的梯次利用，电池评估专用设备的技术研发面临迫切需求，但评估软件的算法策略开发难度大。兼顾快速性与准确性的阻抗谱方法在专用设备实现中具有良好的可行性。本文选择测试时间短且对采样频率要求低的中低频阻抗谱，在硬件实现中既节约了高频采样成本，又避免了低频正弦难以精准实现的难题。通过拟合电荷转移阻抗特征圆，提取顶点虚部、拐点虚部、圆心横坐标、圆与实轴的交点及其模态分解残值五个健康特征，运用皮尔逊相关系数验证健康特征与容量的相关性，利用高斯过程回归指数模型进行模型训练并验证，实现了锂离子电池容量的快速估计。首先应用实验室测试数据进行方法验证，实验值均在估计值的95%置信区间内；然后应用公开数据集进一步验证，该方法建立估计模型决定系数R2为0.92，估计结果RMSE为0.4908，MAPE为1.3431%。此外，分别选取减少阻抗谱拟合圆数据点、选取中低频阻抗谱顶点和拐点阻抗、提取实轴以上全频段固定频率点阻抗三种方法，对比验证了所提方法的精度优势和有效性。结果表明，通过拟合特征圆提取关键参数，融合拐点和顶点特征，在保证较高精度的条件下，能够实现电池容量的快速估计。

关键词：汽车工程容量快速估计中低频电化学阻抗谱锂离子电池高斯过程回归弛豫时间分布

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电解液改善锂离子电池低温析锂研究进展

储能科学与技术 2024年第7期13卷 2192-2205页

作者：李泽珩徐磊姚雨星闫崇翟喜民郝雪纯陈爱兵黄佳琦别晓非孙焕丽范丽珍张强清华大学化学工程系绿电化工研究中心绿色反应工程与工艺北京市重点实验室北京100084 浙江大学化学工程与生物工程学院浙江杭州310058 北京理工大学前沿交叉科学研究院北京100081 中国第一汽车股份有限公司吉林长春130013 河北科技大学化学与制药工程学院河北石家庄050018 北京科技大学新材料技术研究院北京100083 清华大学碳中和研究院北京100084 清华大学山西清洁能源研究院山西太原030032

锂离子电池作为便携式电子产品和电动汽车的“心脏”,在推动人类社会的无化石燃料化中发挥着至关重要的作用。然而,在低温条件下(0℃及以下)充电时,锂离子电池电极极化急剧增大,导致了严重的析锂问题。通过合理设计低温电解液,降低低温... 详细信息

锂离子电池作为便携式电子产品和电动汽车的“心脏”,在推动人类社会的无化石燃料化中发挥着至关重要的作用。然而,在低温条件下(0℃及以下)充电时,锂离子电池电极极化急剧增大,导致了严重的析锂问题。通过合理设计低温电解液,降低低温充电时电极极化,并构建稳定的电解液-电极界面,可以有效遏制析锂及其对锂离子电池带来的不利影响。本文首先阐释了低温下锂离子电池析锂的形成机制,并指出低温电解液的设计是改善锂离子电池低温析锂行为的有效途径。接着,本文进一步介绍了缓解低温析锂问题的几种电解液设计策略,包括降低去溶剂化能垒的弱溶剂化电解液和共嵌入电解液、衍生低阻抗固态电解质界面膜(SEI)的局部高盐电解液以及钝化析锂的羧酸酯基高盐电解液,同时比较了这些策略的优劣势。最后,结合现有研究成果,展望了电解液调控低温析锂行为的未来研究方向,提出了发展实时析锂预警方法、采用实用化条件评估电解液抑制低温析锂能力以及设计兼顾电化学动力学和界面稳定性的高比能硅碳负极用低温电解液,以望实现低温锂离子电池的高容量发挥和长循环寿命。

关键词：析锂低温电解液锂离子电池电极极化

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基于相似周和模态分解的融合模型电动汽车负荷预测

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电网技术 2024年

作者：叶永盛徐燕龙李阳严芳芳黎丽丽黄江华湖北省石墨增材制造技术装备工程研究中心(三峡大学) 三峡大学电气与新能源学院安徽工程大学人工智能学院浙江科技大学机械与能源工程学院

随着电动汽车的快速发展，其带来的庞大随机负荷对配电网的安全稳定运行带来了极大挑战。针对电动汽车负荷数据存在非线性和特征不明显等特点，本文提出了一种基于相似周和模态分解的融合模型电动汽车负荷预测方法。首先，使用皮尔逊相... 详细信息

随着电动汽车的快速发展，其带来的庞大随机负荷对配电网的安全稳定运行带来了极大挑战。针对电动汽车负荷数据存在非线性和特征不明显等特点，本文提出了一种基于相似周和模态分解的融合模型电动汽车负荷预测方法。首先，使用皮尔逊相关系数和动态时间规整(Dynamic Time Warping，DTW)筛选出的相似周和特征组成相似周负荷序列。然后，使用自适应噪声完备集合经验模态分解(complete ensemble empirical mode decomposition with adaptive noise，CEEMDAN)将相似周负荷序列分解为高频和低频分量，高频分量输入到卷积神经网络(Convolutional neural network，CNN)-门控循环网络(Gate recurrent unit，GRU)模型，低频分量输入到核极限学习机(Kernel extreme learning machine，KELM)模型，并使用改进的麻雀搜索算法(Improved sparrow search algorithm，ISSA)优化网络模型的超参数。最后，将不同分量的预测结果求和，输出最终负荷预测序列。实验表明，本文方法有着较快的预测速度和较高的预测精度。

关键词：相似周电动汽车负荷预测参数优化 KELM

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液氢加氢站用液氢泵静态漏热研究

真空与低温 2024年第4期30卷 424-428页

作者：许晟朱登凯王晨光吴波汪国洪薛明喆张存满朱绍伟同济大学机械与能源工程学院制冷与低温工程研究所上海201804 湖州三井低温设备有限公司浙江湖州313002 同济大学汽车学院新能源汽车工程中心上海201804

往复式液氢泵是液氢加氢站的重要部件,是实现绿色交通的重要一环。液氢泵内充注着低温液氢,而外壳暴露在环境中,其换热损失不可忽略。以一款国产液氢加氢站用液氢泵为研究对象,通过理论分析的方法分析了液氢泵静态时由于辐射换热和导热... 详细信息

往复式液氢泵是液氢加氢站的重要部件,是实现绿色交通的重要一环。液氢泵内充注着低温液氢,而外壳暴露在环境中,其换热损失不可忽略。以一款国产液氢加氢站用液氢泵为研究对象,通过理论分析的方法分析了液氢泵静态时由于辐射换热和导热导致的漏热量为34.96 W,约为0.3 kg/h的液氢蒸发量。建立了三维液氢泵导热模型,验证了导热计算的准确性。提出在结构允许的条件下,增大活塞和气缸的长度、改变泵池支撑的结构能有效降低液氢泵静态漏热。

关键词：液氢泵加氢站静态漏热

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