移相全桥DC/DC变换器实验装置的研制

“双碳”目标驱动下新能源电动汽车迎来了新的发展机遇。为更好地帮助学生认识和理解电动汽车相关技术,基于移相全桥软开关技术设计并研制了一套宽范围输入电压和高变换效率的车载移相全桥(PSFB)DC/DC变换器实验装置。通过控制超前和滞后桥臂的导通相角差实现宽电压输入,通过谐振电感和场效应管的结电容充放电实现变换器开关管的零电压导通和关断,有效降低高频开关损耗,大大提高变换效率,此处通过理论分析设计了变换器的参数,并进行了实验验证。实验结果表明所设计变换器具有效率高、输出电压稳定的特点。该实验设备能够有效支撑新工科背景下电力电子实验教学,提高学生综合应用知识解决工程问题的能力。     

流道布置对方形锂电池组温度场的影响

锂电池被广泛应用于新能源电动汽车,但其使用性能受温度影响较大。提出一种液冷式锂电池组散热结构,并用Fluent分析了液冷流道数量、流道间距、流道进出口排布方式对电池组在3C放电倍率下温度场的影响。结果表明随着液冷流道数量的增加,电池组的最高温度和温差均显著下降,且合适的流道间距能有效改善电池组的散热情况,此外,合理布置流道的进出口可以明显降低电池组温差。     

带钢连续退火炉喷气冷却技术的发展

总结了带钢连续退火炉喷气冷却技术的发展历程和在国内的应用情况;重点阐述了3种主流喷气冷却技术的结构特点:(1)喷缝式冷却风箱为立式长方体结构,风箱背面为保护气体进气口,正面安装有窄缝式喷嘴,风箱从进气口至喷嘴设有气体隔板,可由边部挡板根据带钢的宽度对边部所吹的气体流量进行调节,与传统的喷箱相比,无论是换热效率还是冷却速率都有了大幅度的提高。(2)高速冷却模块采用圆筒形炉膛设计,炉膛下部和上部各设计了1对冷却模块,在每对冷却模块的上下均布置了可以移动的稳定辊,同时在下部设置了密封装置,冷却模块为矩形喷射梁开孔的形式,由于圆筒形的炉膛和喷梁开孔结构的高速冷却模块的刚度都很高,因而非常适合采用高氢介质实现带钢的快速冷却。(3)高速“气线”分区冷却箱在带钢两侧均并排布置了5个冷却风箱,在风箱上横向安装了若干排喷气片,每个喷气片末端设计有扁形高速喷气管道,可以喷出高速度、小直径的“气线”,热气溢流速度快、换热效率高,可以保证带钢横向温差在3 ℃以内,不会产生瓢曲问题。此外,分析了喷气冷却系统的设计要领和核心技术。最后指出:镀锌和退火是钢铁产品生产的最终工序,冷却设备技术完全依赖其他国家的现状已经制约了汽车板新技术的发展,特别是高强钢新产品的开发。我国要实现“碳中和、碳达峰”的目标,不但汽车行业需要更加先进的高强钢,其他所有行业也必须推广应用高强钢,因此实现连续退火炉喷气冷却技术的国产化非常紧迫;同时,给出了今后该技术的研发思路。     

电磁感应加热技术及其在QP钢生产线的应用

介绍了纵磁和横磁两大类电磁感应加热技术的原理及特点，并进行了比较，从而推论出各自在薄板热处理生产线的用途；分析了采用恒磁感应加热工艺时板带温度均匀性问题产生的根本原因，提出了解决这一问题的一般性措施和相关专利技术。最近投入工业化生产QP钢热处理工艺流程非常复杂，需要经过淬火和碳的配分处理，在镀锌线上还需进一步加热到镀锌温度，必须采用恒磁和纵磁加热的方法才能实现，文中对此进行了详细设计。QP钢热处理理想的加热温度需要达到900℃以上，只有在辐射管加热到860℃的基础上，进一步采用横磁感应加热的方法才能达到；在过时效段的前端需增加纵磁感应加热装置，将钢带从一般210～240℃左右的淬火温度，提高到400～410℃左右的配分温度，进行保温配分处理；对于镀锌线还必须在配分处理以后采用纵磁加热继续将带钢加热到460℃左右的镀锌温度；GA产品对带钢横向温度均匀性要求较高，可以将热张辊设计为带钢边部感应加热辊，确保产品质量。