储能锂离子电池包单体内部温度压力模拟

针对储能锂离子电池热失控引发的安全问题,开发一种高效锂离子软包电池内部温度压力模拟方法,为储能系统提供电池状态实时监测工具。首先,通过融合化学反应模型、热路模型和膨胀模型,将软包电池内部生热、产气、传热、膨胀等过程集成到统一的计算框架中。其次,建立基于微分方程组的软包电池温度、压力计算模型,反应模型和热路模型通过温度、生热率等状态参数彼此耦合。再次,将该方法应用于4款电池样本进行温度、压力模拟。计算值和实测值对比表明,该方法能高效计算锂离子软包电池内部温度和压力,最大模拟误差小于4%,具有良好的计算精度。并且,该方法求解过程无需调用耗时的多物理场耦合仿真,计算效率高。     

机械式平地机防滑控制系统的研究与应用

平地机在日常工作中工况复杂,负载变化较大,且无法预见,容易在作业时因打滑而失去牵引力,造成功率损耗.介绍了三一重工自主研发的国内首台SMG200型机械式平地机防滑控制系统的控制策略及算法,并通过工地试验对系统进行实测校验和参数标定.试验结果表明,该系统能较好地控制平地机打滑,使平地机获得有效牵引力,防止功率损耗.     

金属带式无级变速器钢环摩擦损失

针对现有金属带式无级变速器(Continuously variable transmission,CVT)传动效率偏低的问题,以某国产CVT为研究对象,在推导钢环压力模型的和钢环运动学模型的基础上构建钢环摩擦损失计算模型,分析出钢环摩擦损失的分布特性及产生机理。研究表明:钢环摩擦损失随输入转矩及转速的增加而增大,其在中间档(Medium ratio,MED)速比至超速档(Overdrive ratio,OD)速比区间上对输入转速的敏感性高于中间档速比至低速档(Low ratio,LOW)速比区间;整个速比范围内,钢环摩擦损失呈近似V状分布;各层钢环的摩擦损失由内至外逐层减小,首层钢环损失是钢环摩擦损失的主要构成部分,节圆间距是导致首层钢环损失的根本原因。计算模型的可信性得到了台架试验的验证。最后根据分析结果提出一种改进的金属带结构,通过将节圆间距设置为零,可大幅降低钢环摩擦损失。为从金属带结构层面改善CVT传动效率提供了一种新的设计思路。     

基于EKF的无传感器永磁同步电机控制器设计

针对永磁同步电机在应用中需要安装传感器以及在无位置控制中由于dq轴电流的交叉耦合而影响到系统的动态性能问题,提出了基于扩展卡尔曼滤波观测器的无位置永磁同步电机及电流解耦控制策略的电机控制系统。详细阐述了永磁同步电机的扩展卡尔曼滤波状态观测器的设计,以及基于EKF观测出来的状态变量进行电压前馈补偿电流解耦控制。研究结果表明:扩展卡尔曼滤波状态观测器可以很好的观测出电机的转速与位置信息,电流解耦控制策略可以减少系统响应时间,降低系统稳态误差,提高了系统的动态性能,满足了无位置永磁同步电机在实际应用中的控制需求。     

计及动态非均匀热特性的储能软包锂电池充放电热路模型

当前锂离子电池热行为解析模型与仿真模型在储能应用中面临效率或精度挑战。提出一种计及动态非均匀热特性的软包锂电池热分析方法,为储能系统提供电池状态在线评估工具。首先,构建热路模型和解析偏微分方程组,以捕捉充放电过程中电池动态非均匀热特性。其次,建立迭代机制确定求解参数,发展一种兼顾精度和效率的求解算法。将热解析模型和算法应用于商用储能锂电池温度评估。多种充放电工况下的实验结果表明,所提方法具有毫秒级计算成本和小于3%的温度误差,参数标定、迭代机制增强了该方法的工程适用性。该方法对储能电池管理系统展现出良好的应用潜力。