内阻取值方式对锂电池热模型精度的影响

采用恒定法及动态法对单体三元锂离子电池热模型中内阻参数的取值进行研究。建立了电池三维热模型,分析了不同内阻取值方式对锂离子电池热模型精度的影响,通过Ansys workbench中的瞬态热分析模块对25℃下不同倍率放电时的电池温升情况进行建模仿真,并与实验结果进行对比。结果表明:取动态内阻的热模型仿真曲线相对于恒定内阻仿真曲线的精度明显更高,在1C、2C、3C放电倍率下,仿真曲线与实测曲线的最大偏差分别为0.43、0.52、0.97℃,平均偏差分别为0.20、0.15、0.49℃。     

大规模电动汽车应用对城市电网负荷特性影响研究

本文选取了三个典型试点城市,对电动乘用车充换电行为建立仿真模型,计算交流慢充、直流快充和电池更换等3种电能供给方式下,电动汽车占比达到当前机动车保有量4%、10%和20%时,电动汽车充电负荷特性,分析对电网负荷的影响。     

熵热系数取值方式对锂离子电池热模型精度的影响

为了提高锂离子电池热模型的生热仿真计算精度,研究了熵热系数取值方式对三元锂离子电池热模型精度的影响。在所建立方形电池的三维热物理模型的基础上,考虑到三元电池熵热系数的非平滑变化规律,提出了电池熵热系数的分段式表征模型。通过仿真、实验分析研究了所提新模型与传统熵热系数取值方式在常温(25℃)自然对流、不同放电倍率条件下的电池温升,结果表明:采用变熵热系数的热模型精度高于传统定熵热系数热模型,其在1C、1.5C、2C放电倍率下的仿真曲线最大误差和均方根误差均明显小于后者,其最大误差在所进行实验中均在1℃之内。     

纯电动汽车动力电池组液冷系统优化及冷却性能研究

散热问题是影响电动汽车电池寿命以及行车安全性的重要因素。针对目前电动汽车动力电池导热系数较低、液冷系统结构不合理等问题,对18650型电池的散热问题进行研究。分析了电池放电过程中的生热特性,建立电池组模型,对其放电过程进行热仿真。根据仿真结果中存在的问题,对冷却系统结构进行优化设计。同时,为研究冷却液初始温度对液冷系统冷却性能的影响,分析了不同冷却液初始温度下电池组温度变化情况。仿真结果表明:优化后的液冷系统结构可有效提高电池组的导热效率,在放电开始后272 s内使电池组内最大温度差达到标准,传热率提高了47. 7%。在20～30℃范围内,随着冷却液温度的升高,放电终止时电池组内的最大温度差逐渐降低,达到标准温差时间有效缩短,在采用逐步降低冷却液温度的方法后可进一步提升液冷系统的散热能力。     

方形动力锂电池CPCM/翅片液冷式散热系统性能优化

为了降低方形锂电池在高温、高倍率放电下的最高温度和温差,提出了一种复合相变材料(CPCM)/翅片液冷式复合冷却结构。对提出的电池热管理系统进行了3 C放电工况下的数值模拟,分析了CPCM中膨胀石墨(EG)质量分数、冷却液流速及入口温度对系统散热性能的影响规律。结果表明：12%EG质量分数的CPCM表现出良好的散热性能,继续增大质量分数对最高温度及温差几乎没影响。增大冷却液流速降低了电池最高温度,但是也增加了电池温度的不均匀性。考虑到流速对CPCM液相率影响,流速为0.022 m/s已满足散热需求。当入口温度为40℃时,CPCM与液冷的协同效率更好,最大温差达到最小值,仅为2.78℃。     

热失控状态气液两相的锂离子电池建模及修正方法研究

锂离子电池在应用过程中因滥用而发生热失控现象,导致电池内部产生大量气体,传统的固液两相模型难以准确描述热失控机理。针对以上问题,以18650电池组为研究对象,构建气液两相的锂离子电池模组的电化学-热耦合模型,研究了热失控气体对锂离子电池内部应力、温度、电解液浓度的影响规律,同时利用COMSOL Multiphysics 5.5软件进行了有效性验证和理论模型修正。研究结果表明,锂离子电池热失控气体对电池内部应力、温度、电解液浓度有着明显的正反馈影响规律。内部应力的理论修正值与仿真值峰值均在相近时刻出现,且误差为0.04 MPa,计算精确率提高了80%。电池内部温度到60℃左右时发生热失控,产生的热失控气体在内部温度升高到160℃时被点燃,640 s时达到最高仿真温度,修正温度分别为177、172℃,热失控气体产生的热点现象是影响电池包内部的温度分布不均的主要原因。电解液浓度理论修正值和仿真值从1 200 mol/m³同步下降至837 mol/m³,形成气液两相流,电解液与电极材料反应和分解造成了电解液浓度降低。     

充电倍率对高功率型磷酸铁锂动力电池循环寿命影响的研究

以高功率型磷酸铁锂动力电池为研究对象,通过开展不同充电倍率的循环寿命试验,验证充电倍率对动力电池循环寿命的影响。通过汇总分析动力电池放电直流内阻、放电功率和放电容量等性能表征参数的变化规律,建立不同充电倍率下动力电池的寿命模型。研究结果表明:样品的放电直流内阻随着循环次数的增加不断增大,充电倍率对增长率和增长幅值均有影响;样品的放电功率随着循环次数的增加不断衰减,充电倍率对衰减率和衰减幅值均有影响;样品的放电容量随循环次数的增加呈明显的二次多项式的衰减趋势,符合公式y=a+bx+cx2。最后,以放电容量为寿命表征参数,构建了不同充电倍率和循环次数的寿命模型。     

基于阻抗-电流模型的锂离子电池峰值功率估计

基于阻抗特性对电池的峰值功率进行预测,通过测量不同充放电电流下的电池阻抗特性,建立阻抗与电流模型。使用该模型估算电池当前状态下最大充放电电流,进而求得峰值功率。利用Arrhenius定理,考虑温度对电池阻抗的影响,基于电池在不同SOC、不同温度下的测试结果,利用Matlab拟合得出峰值功率与SOC、温度的关系。实验结果表明:通过新方法估算的峰值功率与多段脉冲实验法估算的峰值功率结果吻合。使用新模型得出的峰值功率有更高的精度,与真实值比较,相对误差为2%左右,验证了通过阻抗-电流模型获得电池峰值功率的可行性。     

预应力混凝土箱梁零号块水化热分析及温控研究

为研究预应力混凝土箱梁零号块的水化热温度效应,找到合理的温控方案,以南宁某特大桥为研究背景,运用有限元分析软件模拟浇筑后的零号块水化热温度场,并在现场监测数据,分析温度和应力的变化。结果表明,实测数据与仿真模拟的结果吻合,说明有限元模型能有效模拟水化热温度场;当采用整体浇筑时,结构内外温差及峰值温度超过规范规定,容易产生裂缝;提出采用低热硅酸盐水泥和分层浇筑2种温控方案进行优化,结构内外温差及各部件温度均明显下降,且温差控制在25℃以内,因温差而产生的自生应力也显著下降。     

飞行器简化模型热管理系统的非稳态仿真

针对某简化的飞行器模型提出了一种以燃油、隔热毡和蒸发冷却液同时作为机体热沉的机载综合热管理方案,建立了包括结构热防护、设备舱、燃油和液体蒸发制冷系统的热管理系统。在此基础上采用一维热流体仿真软件Flowmaster构建了该系统的仿真网络模型,并进行了飞行器热管理非稳态仿真。仿真结果表明:该热管理方案可以有效地实现飞行器超音速飞行时的温度控制;在典型仿真条件下,设备舱气温首先迅速上升,然后分别被控制在约70℃和100℃;燃油温度在前280 s上升逐渐加快,然后缓慢上升,最终达到约65℃,此时燃油耗尽;隔热毡温度在前50 s内快速上升,之后基本稳定不变,内外表面温差大于140℃。     

谈伏安法测电池内阻和电动势的图像法处理

图像法处理实验是物理学中十分重要的研究方法。伏安法测电池内阻和电动势的图像法处理,除可测量出电池 内阻及电动势外,还可研究电源输出最大功率的条件、效率问题、电源的反向充电问题及电源内阻对电路而言可视为 负电阻的概念,可得出比单纯测量出电池的内阻和电动势更为丰富的有关电学概念。     

基于Fluent烘房恒温区温度场模拟与优化

烘房的恒温区温度的均匀性对印制铁皮的质量好坏有着决定性的影响,应使温差范围≤3 ℃,当温差大于6 ℃时,肉眼就可以明显地看出印制铁皮的色差。利用三维软件Inventor建立烘房模型, CFD软件Fluent对烘房恒温区温度进行模拟,找出制约烘房温度均匀性的因素,并且设计几种不同喷嘴结构的烘房模型,分析比较不同喷嘴的烘房的内部温度分布情况,确定带有圆角过渡的圆形喷嘴的效果最优。     

车载油罐截面形状对汽车横向稳定性影响的研究

运加油车急转时罐内液体晃动易引起车辆侧倾甚至侧翻,为此,选用了3种常用车载油罐截面形状,采用VOF法和动坐标系对3种截面形状油罐建立了全尺寸三维仿真模型,利用流体计算软件fluent对车辆转弯时油罐车罐内液体晃动情况进行仿真模拟分析,讨论在不同充液比下车载油罐截面形状对晃动的影响。结果表明:在相同工况下,低充液比时窄而高的油罐侧向稳定性越好;高充液比时宽而矮的油罐侧向稳定性好。     

手机使用新说

手机如何使用是老话题,但是手机的发展也很符合数码产品的“摩尔定律”,其更新换代又快又彻底,所以一些手机使用的知识也要时常更新。手机电池不要等到没电才充电一般人都认为,手机的电池电力要全部放完再充电比较好。这是因为我们以前使用的充电电池大部分是镍氢(NiH)电池,而镍氢电池有所谓的记忆效应,若不放完电就充的话会导致电池寿命急速减少。但现在的手机大都用锂(Li)电池,而锂电池没有记忆效应的问题。若大家还是等到全部用完电后再充电,反而会使得锂电池内部的化学物质无法反应而寿命减少。最好的方法就是随时充电,让它保持最佳满…     

智能化电池充电装置的研究

利用智能化充电装置、准恒压充电模式，在电池充电时，加入温度补偿系统和电压检测部件，采用模糊PID调节，较好地解决了三段式充电引起的电池损坏现象，延长了电池的使用寿命。     

混凝土空心墩壁厚对日照温差分布的影响分析

国内桥梁设计规范仅规定了箱梁的日照温差荷载,但缺乏桥墩的日照温差荷载。为获得混凝土空心墩日照温差荷载并研究混凝土空心墩壁厚对日照温差分布的影响,根据天文学理论光线追踪方法构建了高墩日照分析模型,在模型中考虑了太阳辐射、环境和上部结构遮荫等主要影响因素,并在宜万铁路马水河桥进行了测试验证,同时对混凝土壁厚与日照温差的关系进行了分析。研究结果表明,空心墩壁厚对桥墩的温差分布影响较大,温差的分布模式不是单一的;混凝土中厚壁墩(30～80 cm),日照温差随壁厚的增加而增大,混凝土厚壁墩(>80 cm)桥墩日照温差不随厚度增加而变化,且内部混凝土温度不受日照的影响;在空心墩的日温差荷载验算过程中,混凝土薄壁墩(≤30 cm)直接按《铁路桥规》箱梁日温差荷载取值是合适的,对于中、厚壁(>30 cm)不宜直接采用箱梁的温差荷载。     

CRTSⅡ型板式无砟轨道抬轨更换轨道板施工参数研究

在CRTSⅡ型板式无砟轨道进行抬轨更换轨道板施工过程中，需选择合理的作业轨温、抬升方式、扣件松开范围等施工参数，以避免施工中钢轨失稳和弯折及扣件损伤。针对该问题，建立钢轨抬升模型，计算分析钢轨抬升过程中不同施工参数对钢轨失稳、钢轨及钢轨扣件受力与变形的影响，总结相关规律并提出合理的施工参数。结果表明，钢轨抬升施工时，抬升间距建议为7.2 m;温差超过20℃可适当增大两抬升点间距。钢轨的抬升量为10 cm时，扣件的松开范围宜为51组扣件，抬轨量每增加1 cm,扣件松开范围宜增加1组扣件；当温差超过20℃时，可适当按照温差每增加1℃,扣件松开数量减少2组扣件进行施工。     

混合动力电动汽车动力学模型仿真

为了减少汽车开发和生产成本,提高生产效率,利用Matlab/Simulink软件建立混合动力汽车动力学模型,并在FU505和Schedule Boston Cab循环工况下进行仿真分析。根据混合动力汽车结构特点,研究了电池、电机、发动机等机械模型,同时对控制系统和驱动系统进行了详细分析,通过控制系统确定电池状态,探讨了电机驱动扭矩和循环工况对模型的影响。结果表明:建立的模型满足汽车动力性要求;动力学模型能在较小制动强度时通过电机实现再生制动;建立的混合动力电动汽车模型符合实际汽车运行状况,具有可操作性。可见混合动力汽车模型满足研发需求,达到预期效果。     

能耗限制的松弛任务实时调度算法

许多嵌入式系统依靠单电池供电。基于嵌入式实时操作系统,提出了一种具有通用性的松弛任务模型,并在此基础上根据电池剩余电能设计了相应的实时调度算法来防止在任务运行过程中耗尽不可充电电源的电能所引起的失效。结果表明,该模型能够有效及时地根据剩余电池电能来调整任务周期,使之能够在使命时间内正确完成计算任务,在一定程度上解决了电池电能对使命时间的约束问题。     

锂电池单体起火燃烧过程仿真模拟

电动汽车火灾事故频发使车用锂电池安全问题受到广泛关注。为研究车用锂电池起火燃烧特性,建立一种基于火灾动力学理论的锂电池单体起火燃烧数值模型,并借助FDS进行模型计算和仿真。以某款车用锂电池单体为研究对象,对该单体在热失控时的起火燃烧过程进行仿真,并进行该单体的热失控实验。与实验结果对比发现,模型准确地模拟出单体燃烧时冒烟、起火、剧烈燃烧、熄灭的火情演变过程,仿真温度曲线揭示了电池热失控时燃烧速度快、火焰强度大、热量爆发集中的特点,验证了模型的可靠性。分析仿真得到的CO_2释放速率、CO释放速率、热释放速率和总释放热量等参数随时间的变化曲线,研究结果表明:有效抑制单体热失控及其燃烧蔓延对提高电池包安全性有重要意义。