锂电池极片干燥箱风速场均匀特性研究

以锂电池极片干燥箱为研究对象,通过结构建模与流场数值模拟,得到其稳态风速场,对风速场均匀特性进行了重点分析,首次提出了均匀程度的量化指标及计算方法.基于前述物理模型和分析方法,对比分析了常用工况下不同运行参数对风速场均匀程度的影响;探讨了进风口、回风口的数量和位置等结构因素与风速场均匀性的定性关系.为干燥箱结构优化设计,提高能量利用效率和极片干燥质量提供了理论依据.     

干燥烘箱极片表面流场特性研究

极片表面流场的均匀性是影响锂电池极片生产质量的重要因素。为了提高锂电池极片生产效率,通过流体仿真软件对烘箱风刀进行流场数值模拟,对极片表面流场进行了研究。通过提取极片表面流场速度分布情况,量化分析极片表面的流场分布的均匀性。针对极片表面风速分布不均的现象,对干燥烘箱风刀进行了优化,为接下来的进一步烘箱结构优化做基础。结果表明,经过优化后的风刀,使极片表面流场的均匀性得到了改善,防止了烘干区回风均集中在两侧导致的中间干燥不足、两边过干的情况。     

锂电池极片间歇式涂布器的设计

针对锂电池极片间歇式涂布生产中存在的涂层厚度不均匀、反面涂布需要定位、背辊避让时影响基材运行速度及张力等问题,设计了一种间歇式涂布器,通过对计量辊与涂布辊间的间隙进行自动调整、涂布辊与背辊速度差自动调整、背辊避让和复位的速度及速度曲线设定等方式的设计实验,实现对各涂段涂层厚度的控制;通过摆臂式导辊,实现基材走带的稳定运行,通过传感器补偿设置实现正反面极膜准确对位,解决了前述问题。经实际应用证明,该间歇式涂布器,可自动实现各涂段涂层厚度均匀控制、保证基材稳定运行、保证正反面极膜准确对位。所设计涂布机自动化程度高、参数设定简单、运行稳定、具有一定先进性和经济价值。     

锂电池极片辊压机刚度分析与结构优化

在锂电池极片加工过程中,由于其高能量密度要求与涂覆材料力学性能存在矛盾,故需要根据极片所需压缩比严格控制辊压力的大小,而实际中,轧辊特性使两辊之间窄缝距离的直接测定不容易,因此难以通过物理样机试验的方式直接得到生产过程中辊缝与辊压力之间的关系。针对该问题,简化了辊压过程中的物理量,建立了整机和极片变形的数学模型,利用数学模型间接得到整机辊压力与辊缝变化之间的定量关系。采用仿真驱动设计的方式,基于响应面法和多目标优化算法得到整机的设计优化结果。测试试验表明,简化的数学模型可以数字化地描述辊压机的工作情况,便于指导生产中控制极片的制造工艺参数,同时基于响应面的设计优化提高了辊压机的设计生产效率。     

基于图像处理与卷积神经网络的锂电池极片缺陷检测与分类

针对锂电池生产过程中极片缺陷检测存在精度差、速度慢的问题,提出了一种基于图像处理和卷积神经网络（Convolutional Neural Networks,CNN）的缺陷检测与分类方法。首先,利用双边滤波、灰度变换、阈值分割、形态学处理、Canny检测和最小外接矩形提取等方法,分别实现图像去噪、对比度增强、图像分割、区域填充、边缘检测和缺陷轮廓标定;然后,对极片的裂纹、破损、黑斑和压孔四种缺陷图像进行变换,扩充数据集,搭建卷积神经网络模型;最后,将标定轮廓区域延展图像输入到搭建的模型,确定缺陷类型。结果表明,该方法对锂电池极片缺陷的检测与分类具有较高的准确率,能够实现对锂电池极片缺陷的自动化检测。     

基于Gabor滤波与分水岭算法的锂电池极片缺陷检测方法

针对锂电池极片在人工检测过程中检测效率低、检测错误率高等问题,提出一种基于自适应Gabor滤波与分水岭算法融合的锂电池极片缺陷检测方法。首先通过改进传统Gabor滤波器的参数,实现Gabor滤波器的自适应,得到滤除背景的缺陷图像;然后使用大津法对图像二值化处理,利用分水岭算法进行边缘提取;最后利用分割出的边缘获得坐标,利用最小外接矩形法实现缺陷检测。结果表明,相对于区域生长算法和改进的Canny算法,本文方法的抗干扰能力得到提高,可以对锂电池极片漏金属、黑斑、白斑、脱碳、条痕等多种缺陷进行较为精确地检测,能够用于锂电池极片缺陷的自动化检测。     

基于流场数值模拟的锂电池极片干燥箱结构改进

为提高某厂干燥箱的工作性能,通过流场数值模拟方法,采用标准k-ε两方程模型,以现场测试数据为边界条件,对其风速场进行了研究。根据其稳态流场特点并结合厂家改进目标完成了干燥箱的结构改进。通过对比分析新旧两种结构的流动特征,确定了新的干燥箱结构。最后给出了有利于风速场均匀分布的进排风口位置、大小、数量等的设计思路,为提高能量利用效率及极片干燥质量提供了依据。     

基于改进 Canny 算子的锂电池极片表面缺陷检测

针对目前锂电池极片表面存在低对比度微小缺陷难以检测的问题,提出了一种基于改进Canny算子的锂电池极片表面缺陷检测方法。首先,使用双边滤波改善高斯滤波在降噪时可能造成的图像边缘模糊问题,并在此基础上引入多尺度细节增强算法来增强低对比度图像;其次,基于Sobel算子的3×3梯度模板计算极片图像的梯度幅值和梯度方向;最后,基于最大熵和Otsu算法自动获取图像的高、低阈值,通过逻辑与运算对两种算法阈值分割后的检测结果进行边缘融合,并利用形态学闭运算和细化算法修复不连续边缘,得到最终检测边缘。实验结果表明,传统Canny算子和Otsu-Canny算法难以有效检测不同类型的暗斑、露箔和划痕缺陷,而本文算法对这些缺陷均取得了较好的检测效果,能够在突出目标缺陷区域的同时,有效减少同色度背景噪声,正确检测率达98%,具有一定实用价值。     

钴始极片数值模拟成形参数的优化

电解金属钴的始极片板面尺寸较大,厚度薄,韧性差,为防止在储存和运输过程中发生变形或断裂,需要对钴板进行压筋处理,以提高其强度和刚度。采用薄板成形研究软件DYNAFORM对其进行冲压仿真分析,运用正交优化的原理找出合理的零件结构参数和成形工艺参数来指导钴始极片的生产。     

基于CFD的锂电池温度场仿真

建立了锂电池热特性的三维数学模型.将结构复杂的锂电池当成一个整体获取其热物理参数,同时采用分段线性插值的方式考虑比热容、导热系数随电池的SOC(荷电状态)的变化.利用商业CFD软件FLUENT对锂/二氧化硫单体电池进行了三维温度场仿真计算,分析了电池热物理参数的变化、放电电流以及散热环境对电池温度分布的影响.     

锂电池产业概况及其在储能中的应用

介绍了锂电池的产业概况,并对大容量锂电池在储能中的应用现状和前景作了阐述,对储能用锂电池的技术参数、发展方向等方面做了分析。     

变风量末端装置风量传感特性的试验研究

对变风量末端装置在不同工况下的风量传感特性进行了试验研究.结果表明,小风量、高静压、风管局部构件和较短的进口直管段长度等因素都会对风量传感器的传感特性产生不利影响;整流装置能很好地保证风量测量的准确性,这对缩短末端装置前的直管段长度,减少工程安装所占用的空间是十分有利的.     

车用电池包风道设计与仿真

介绍了锂离子电池自身的热特性对使用性能的影响,分析了当前的锂离子电池热包所需要控制的温度目标。在此基础上对具体的某电池包采用风冷的热管理方案,通过理论和仿真分析,对具体的电池包的风道进行初步设计。该方法可以为其他类似的热管理设计提供一定的参考。最后对现有锂离子电池包风道设计的不足之处进行总结并提出可能的改善目标。     

基于钛酸锂电池的短编组有轨电车车载储能方案仿真分析

适用于中小城市的短编组车载储能式低地板有轨电车由于全线仅需在车站设充电站,在正线区间不需要架设接触网,对城市景观及限高几乎无影响而在近年得到快速发展,但因短编组有轨电车车长较短,车顶安装空间受限,因此其车载储能装置容量非常有限,导致其在线路沿线设置的充电站数量较多,成本较高.为提高有轨电车车载储能装置容量,采用钛酸锂电...     

管侧流量分布均匀性对水平管降膜蒸发器换热的影响

研究水平管降膜蒸发器的管侧物流分配对总换热性能的影响,建立水平管降膜蒸发器水侧流动的湍流数学模型,并借助计算流体力学软件,对额定负荷为600 kW的水平管降膜蒸发器进行水侧速度场及压力场的模拟计算.计算结果表明,水侧的流量分配存在着严重的不均匀,从而产生不均匀的压力场,进而增大干斑的产生比例,恶化了传热.经过计算,流量...     

软包锂电池电芯封装铝塑膜外壳拉深工艺

通过拉深试验对铝塑膜材料特性进行分析,在DYNAFORM软件中定义铝塑膜材料属性并进行仿真试验。结合单因素试验和正交试验对影响铝塑膜拉深成形性能的各工艺参数进行显著性分析,采用响应曲面法、拉丁超立方试验设计和多目标粒子群优化算法相结合的方法对影响铝塑膜成形性能显著的参数（如压边力、模具圆角半径、摩擦因数和拉深速度）进行优化,优化后的铝塑膜拉深成形时,其壳体最薄处厚度为55 μm。试验验证了铝塑膜拉深成形工艺优化的结果可行。     

锂离子电池关键材料的研究及发展

为了改善和提高锂离子电池的性能,对锂离子电池的关键材料：正极材料、负极材料、电解液及隔膜进行分析和研究。归纳了各种关键材料的特点,分析了各种正极材料和负极材料。对三元材料从元素和结构上进行分析,总结了三元正极材料的特性及优缺点。改性是进一步提高三元材料性能的重要途径。负极材料分为碳材料和非碳材料,其中,纳米材料是研究的...     

高大空间建筑分层空调CFD模拟研究

以天津国际展览中心扩建工程B展厅为研究对象，利用Fluent公司推出的专业软件Airpak2．1对其分层空调改进方案热舒适性与气流组织进行了模拟研究。分析得出分层空调设计方案应用于高大空间建筑不仅能保证工作区合理气流组织设计及热舒适性，而且对降低初投资、节省运行费用、建筑节能有重大意义。同时表明该模拟研究对高大空间建筑空调系统节能与优化设计具有重要的指导意义。     

超薄含水油膜Couette流润滑特性的分子动力学模拟

基于分子动力学方法,建立超薄含水柴油膜的全原子分子模型,进行不同含水率下油膜Couette流的润滑特性研究。在相同剪切速度作用下,分析含水油膜的微观结构、速度分布、整体键取向参数、剪切黏度等性质。发现不含水时油膜形成了类固体层,不具有流动性,且在剪切过程中黏度值下降,即表现出剪切时间稀化现象;而含水工况下,油膜出现分层结构,流速符合Couette流的流动特性;且含水率越高,油膜的分层现象越明显,链烃的有序性越强,致使油水混合薄膜的剪切黏度值也越低,呈现出非牛顿流体性质,此时油膜固有的剪切稀化特性被削弱。研究表明,水分子由于具有较强的分子间作用力,能促使油膜中的有机分子重新排布,从而对油膜的润滑性能产生较大改变。