基于RFF及GWO-PF的锂电池SOC估计

为了提高锂电池剩余电量估计的准确性,提出一种在线参数辨识与改进粒子滤波算法相结合的锂电池SOC估计方法。针对粒子滤波中的粒子退化问题,引入灰狼算法,利用灰狼算法较强的全局寻优能力优化粒子分布,保证粒子多样性,有效抑制粒子退化现象,提高滤波精度。采用带遗忘因子的递推最小二乘法实时更新模型参数,并与改进粒子滤波算法交替运行,进一步提高SOC的估计精度。实验结果表明,改进算法的平均估计误差始终保持在±0.15%以内,相比扩展卡尔曼滤波与无迹卡尔曼滤波算法,在电池SOC估计上有更高的估计精度与稳定性。     

基于WOA-UKF算法的锂电池容量与SOC联合估计

锂电池的荷电状态(SOC)和有效容量是表征电池当前剩余电量和电池寿命的重要参数,提出一种锂离子电池有效容量和SOC的联合估计方法。在电池全寿命周期内,给出一种开路电压与SOC和电池有效容量非线性模型的两变量多项式描述;当电池循环使用次数超过预设值,采用鲸鱼优化算法估计当前电池容量与电池模型参数,根据模型参数与容量值采用无迹卡尔曼滤波器估计电池SOC;在SOC估计过程中,采用鲸鱼优化算法更新无迹卡尔曼滤波器的观测噪声方差和过程噪声方差,实现噪声方差的自适应调节,进而提高估计精度。实验结果验证了该方法的有效性和联合估计方案的可行性。     

基于改进无迹卡尔曼滤波的锂电池SOC在线估计

针对无迹卡尔曼滤波算法对电池模型敏感并且容易受到不确定噪声干扰的问题,提出了改进的无迹卡尔曼滤波算法（improved unscented Kalman filter,IUKF）,提高电池荷电状态（State of charge,SOC）估计精度和鲁棒性能。首先,对锂离子电池进行建模并完成参数离线辨识。紧接着,对模型参数进行敏感性分析,研究不同参数对SOC估计效果的影响程度,为模型参数自适应对象的选取提供依据。随后,研究了包含模型自适应算法和噪声自适应算法在内的IUKF算法实现过程。最后,通过物理实验对比分析了IUKF与其它算法的实际估计效果,实验结果表明,该方法估计误差小于1.79%,鲁棒性能良好。     

广义变式惯容动力吸振器的H_(∞)和H_(2)解析优化EI北大核心CSCD

为使动力吸振器(dynamic vibration absorber,DVA)在连接限制的条件下充分发挥振动控制性能,研究了可连接在主振动系统任意位置的广义变式惯容动力吸振器的参数优化及其控制效果。基于虚功原理,在广义单自由度的主振动系统上,建立了适用于多种惯容动力吸振器的运动微分方程以及七参数通用频响函数。在此基础上,基于固定点理论推导得到了上述动力吸振器的H_(∞)优化解析解。并通过滤波理论得到了白噪声力和基础激励下的动力响应解析解,基于大量参数分析结果,拟合得到了H_(2)优化的简化计算经验公式。经高耸烟囱结构的风致振动和地震响应控制算例验证,采用提出的经验公式对随机激励下的一阶振动主导的结构进行振动控制优化设计,最优控制比误差在2%以内,具有良好的工程适用性。该文章的分析结果可为广义变式惯容动力吸振器的工程设计提供理论依据,分析流程也可为其他类型动力吸振器的振动控制优化研究提供参考。     

Cu_3V_2O_7(OH)_2·2H_2O纳米片的制备及其在锂电池中的应用

以CuSO4.5H2O和NH4VO3为原料,采用沉淀法制备了Cu3V2O7(OH)2.2H2O纳米片。利用XRD、FE-SEM、TG对样品的结构和形貌进行了表征,并对其作为锂电池正极材料的电化学行为进行了研究。电化学性能测试表明:Cu3V2O7(OH)2.2H2O纳米片具有较高的放电容量和良好的高温放电性能,是一类性能优良的锂电池正极材料。     

MoS_(2)/Ru异质结构的制备及其电催化析氢反应性能EI北大核心CSCD

二维层状二硫化钼(MoS_(2))是一种非常有前景的替代贵金属铂的电水解制氢催化剂。然而,MoS_(2)电子导电性较差,且在碱性氢析出反应(HER)中对水分子吸附/裂解的活化能垒较高,限制其在碱性电水解的应用。通过一步水热法将MoS_(2)纳米片均匀生长在三维导电碳布(CC)上,以有效提高电极导电性。随后在RuCl_(3)的乙醇溶液中通过溶剂热法可控制备超小Ru纳米颗粒负载MoS_(2)纳米片,形成CC@MoS_(2)/Ru异质结构。Ru的负载能有效促进水吸附/裂解反应,从而和MoS_(2)协同催化HER。采用X射线粉末衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等方法对MoS_(2)/Ru进行结构和形貌表征。结果表明:MoS_(2)呈纳米片状交错生长在碳布上,并且超小Ru纳米颗粒(平均粒径2.5 nm)均匀负载在MoS_(2)纳米片上。将CC@MoS_(2)/Ru作为工作电极,石墨棒和Hg/HgO电极分别为对电极和参比电极进行碱性HER测试。在电流密度为-10 mA·cm^(-2)下的过电位仅为71.3 mV,Tafel斜率为104.8 mV·dec^(-1)。通过对其进行计时电位滴定法稳定性测试,发现在恒电流密度-10 mA·cm^(-2)下能够维持至少35 h而没有明显性能衰减。     

基体表面粗糙度对MoS_(2)/Ti薄膜摩擦磨损性能的影响EI北大核心CSCD

为揭示基体表面粗糙度对MoS_(2)/Ti固体润滑薄膜摩擦磨损性能的影响规律,并探究其摩擦磨损机理,采用磁控溅射方法,在不同表面粗糙度的轴承钢基体上沉积MoS_(2)/Ti薄膜。通过划痕测试仪、X射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜和粗糙度轮廓仪,分别评价MoS_(2)/Ti薄膜的膜基结合力、物相成分、表面微观形貌以及表面粗糙度,并采用球-盘摩擦磨损实验研究干摩擦、固体-油复合润滑和固体-脂复合润滑条件下,MoS_(2)/Ti薄膜的摩擦磨损性能。结果表明:随着基体表面粗糙度的增加,MoS_(2)/Ti薄膜的表面粗糙度逐渐增加;薄膜中(002)_(MoS_(2))和(100)_(MoS_(2))衍射峰的强度先减弱后增加;薄膜与基体的结合性能降低。当基体表面粗糙度为0.01μm时,干摩擦条件下MoS_(2)/Ti薄膜具有良好的润滑特性,平均摩擦因数为0.101,磨痕浅且小;随基体粗糙度的升高,样品的平均摩擦因数和磨损率均是先增大后减小,薄膜的主要磨损机制由磨粒磨损转变为屑片形成和破碎。当基体粗糙度较大时(R_(a)=0.26μm),分子间相互作用的影响大于机械啮合作用。采用固体-油复合润滑,高基体粗糙度的薄膜磨损表面不再出现片层剥落现象,磨痕较浅,平均摩擦因数最高可减小19%。固体-脂复合润滑条件下,样品摩擦磨损性能较差,基体粗糙度对摩擦因数的影响不显著。     

基于WOA-LSSVM模型的近临界区CO_(2)物性预测北大核心CSCD

针对CO_(2)状态方程难以准确预测CO_(2)在近临界区的物性参数的问题,采用以鲸鱼优化算法(WOA)优化最小二乘支持向量机(LSSVM)的组合模型(WOA-LSSVM),对近临界区CO_(2)物性进行预测。预测结果表明:同REFPROP软件与PSO-LSSVM模型相比,WOA-LSSVM模型预测近临界区CO_(2)物性具有更高的精度。相比REFPROP软件,WOA-LSSVM模型将密度与粘度预测结果的均方根误差由133.67、9.33降至35.61、1.58,平均相对误差由31.8%、30.25%降至6.88%、3.88%,决定系数由0.59、0.62提高至0.86、0.83。此外,相对误差在10%以下占比均由0%分别提高到69.23%、92.31%。     

基于第一性原理的Mo_(3)N_(2)晶体对SF_(6)分解组分吸附特性研究北大核心CSCD

对SF_(6)分解组分进行检测是对电力设备运行状态进行评估,以确保设备能安全稳定工作的有效措施之一。本文基于第一性原理仿真软件Materials Studio对SF6的两种特征分解组分气体在Mo3N2表面上的吸附过程进行理论计算。从吸附能、吸附距离、转移电荷、带隙、能态密度图等方面对其在传感器领域的可行性做了评估。结果表明,Mo_(3)N_(2)上对H_(2)S,SO_(2)F_(2)的吸附能均大于0.800 eV,且SO_(2)F_(2)气体分子在吸附后发生形变裂解,Mo_(3)N_(2)基底的原子排布些许错位,均为化学吸附。Mo_(3)N_(2)吸附两种气体后带隙降为0,转变为金属性。本文的所有理论计算研究对检测与清除SF_(6)分解组分气体的材料选型提供理论依据。     

基于聚(2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸)表面活性剂和掺杂剂的聚苯胺中空微球EI北大核心CSCD

采用自组装法分别在表面活性剂2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)、十二烷基磺酸钠(SDBS)和聚(2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸)(PAMPS)水溶液中合成聚苯胺,用扫描电镜、透射电镜和比表面分析仪对不同表面活性剂合成的聚苯胺进行表征;用PAMPS对聚苯胺进行掺杂,采用红外光谱、紫外光谱、X射线光电子能谱等探讨PAMPS对聚苯胺的掺杂效应;通过循环伏安法和电化学阻抗法研究PAMPS掺杂聚苯胺的电化学性能。结果表明,PAMPS能够更好地调控聚苯胺的形貌和提高聚苯胺微球的分散性,以及更好地起到表面活性剂效果;PAMPS掺杂后的聚苯胺的电导率提高到了100S/cm级别,比未掺杂态聚苯胺提高了近104倍,具有更大响应电流,展现出更大的电容量。     

核-壳结构Al_(2)O_(3)@CIPs的制备及其抗氧化性能和吸波性能EI北大核心CSCD

采用球磨-原位氧化法制备出具有核-壳结构的Al_(2)O_(3)@CIPs复合材料。通过X射线衍射仪、热重分析仪、扫描电镜对Al_(2)O_(3)@CIPs的物相组成、质量变化和微观形貌进行分析,研究不同氧化温度对Al_(2)O_(3)@CIPs复合材料电磁性能和吸波性能的影响。结果表明:随着氧化温度的升高,Al_(2)O_(3)@CIPs的壳层出现不同程度的损坏,并伴有Fe氧化物的生成。其中,介电常数先增大后减小,而磁导率则降低。对比CIPs,经过400℃原位氧化获得的Al_(2)O_(3)@CIPs具有良好的吸波性能,对应的介电常数实部约为15,虚部为2.8~4.3。在X波段1.8 mm厚度下可获得3.4 GHz的有效吸收带宽(<-10 dB),而在450℃原位氧化得到的Al_(2)O_(3)@CIPs在11.1 GHz处获得最大的反射损耗,为-30 dB。