质子交换膜燃料电池性能热管理研究概述

正质子交换膜燃料电池的性能对温度非常敏感,温度能够直接影响燃料电池内部水成分的运输,同时也会影响质子交换膜气体的渗透性;另外温度还将对催化剂的活性、燃料气体的扩散及"水淹"现象产生显著影响,对燃料电池温度管理的研究能够有益于提升质子交换膜燃料电池性能的提升。     

方形锂离子电池热应力的数学分析和数值模拟

锂离子电池在充放电过程中,温度升高产生热应力,对电池性能有一定的影响。本文通过数学求解和仿真的方法,给出了方形锂离子电池温度场和热应力场,定量分析了相关影响因素。结果表明:电池的最高温度出现在几何中心;最大温差与生热速率和电池尺寸的平方呈正比。电池中心区域热膨胀受压应力,侧边区域受拉应力,侧边中心处出现热应力集中。最大拉应力约为最大压应力的2倍。     

车用蓄电池异常现象产生的原因及其对策

1蓄电池爆炸1.1蓄电池爆炸的现象及产生的原因蓄电池在充放电的过程中,水被分解产生大量氢气和氧气,当这些气体不能及时从蓄电池内排出,或其遇到火花被点燃时,就会引起蓄电池爆炸。产生蓄电池爆炸的具体原因有以下几点。1.1.1加液盖通气孔堵塞引起蓄电池内部压力变化过快①若蓄电池极板严重硫化,在此情况下充电,单格电压及电解液温度会迅速升高,气泡产生快且剧烈;若加液盖通气孔堵塞,迅速膨胀的气体将会引起蓄电池爆炸。②蓄电池过充电时,也会使电解液温度迅速升高,产生的大量气体受热剧烈膨胀,如这时加液盖通气孔堵塞,将会使电池内部压力过…     

质子交换膜燃料电池阴极扩散层若干参数仿真研究

运用基于商用计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)软件Fluent及其质子交换膜燃料电池模块,建立质子交换膜燃料电池三维稳态数学模型,考察了膜电极中阴极扩散层孔隙率和厚度对燃料电池性能的影响。通过对扩散层内部三维流场的分析,验证了阴极扩散层孔隙率和厚度的变化对反应气体从流道到扩散层和催化层的气体扩散量的影响以及对扩散层和流道内液态水的排出情况的影响,进而影响了燃料电池电化学反应的活跃程度和电池整体性能。在Fluent软件环境下通过对比扩散层不同孔隙率和厚度下的内部流场及电池性能,选择合适的参数可以显著改善扩散层的传质特性,使燃料电池获得最佳性能。     

球铁曲轴铸造过程的数值模拟及分析

利用计算机数值模拟技术对某发动机球铁曲轴铸件的铸造充型过程和温度场分布进行了数值模拟,并根据传热学原理和铸造凝固理论对模拟结果进行了分析,确定了曲轴产生“缩凹”缺陷的主要原因。结合壳型填铁丸铸造工艺和球铁的凝固特点对原铸造工艺的浇注系统进行了改进,并对改进后的铸造工艺进行了计算机数值模拟和试验验证。结果表明,改进后的浇注系统补缩能力明显增强,消除了原工艺的铸造缺陷;模拟结果与实际浇注结果基本一致。     

电池密封结构优化设计的研究分析

在电池研制的过程中,电池极柱的密封是与保证性能稳定的重要因素,尤其是镍氢电池,由于电解液为强碱,强碱的渗透性强,加上电池的内压高到1MPa以上,电池往往在使用初期密封性能尚可,随着时间的增加,电解液慢慢从密封圈的分子间隙中渗透出去,从而影响到电池的性能,为此我公司对电池极柱的密封结构形式、密封圈的材料以及密封圈的合理压缩量进行了研究和改进,结合国内外同类产品的结构优点,设计了一种独特的极柱密封结构,解决了极柱密封的难题,从而保证电池的使用寿命。     

锂离子动力电池系统的浸水试验及分析

通过开盖浸水试验测试,发现电池系统在净水中短时间浸泡发生失效的概率较小,在盐水中浸泡可能存在冒烟、着火的风险,但是不会立刻发生爆炸等恶性失效。如果进水,电池系统内可能发生电解水反应产生少量可燃烧气体,可能发生电化学腐蚀,可能在线束密集区或接插件处短路或打火,但是通过合理设计可以提高电池系统的安全性。通过对电池系统采样电路增加保险、增加安全设计空间等措施,可以明显改善电池系统的开盖浸水安全性能。     

电动汽车动力系统及整车安全性能研究

电动汽车在充电及运行过程中 ,可能出现意外事故、碰撞、翻车等危险工况 ,造成动力系统的窜动、挤压、短路、开裂、漏电、热冲击、爆炸、燃烧等 ,由此使电动汽车对乘员产生机械伤害、电伤害、化学伤害、电池爆炸伤害以及燃烧伤害等 ,并可能引发更大的连发性事故以及二次伤害。本文对电动汽车在各种危险工况下对人体可能造成的电伤害、燃烧爆炸伤害、有毒气体化学伤害以及电池工作内压等几个方面进行了探索性的研究工作 ,提出了一些相应的防护措施。     

车用催化转化器的数值模拟与非稳态性能分析

应用计算流体力学(CFD)软件,对催化转化器内气体流动进行了二维数值模拟计算,建模并分析了气流状态、催化剂参数和载体参数等因素对催化器非稳态性能的影响.     

充气内压对轮胎和汽车性能的影响及合理胎压的确定

轮胎是汽车的重要组成部件 ,其正常使用需要以充气内压作保障 ,充气内压左右着轮胎的使用寿命和各种特性 ,并对汽车性能产生重要影响。文中分析了充气内压对轮胎和汽车性能的影响 ,提出了合理胎压的确定方法。     

后张法预应力真空辅助压浆技术探讨

真空辅助压浆是后张预应力混凝土结构施工中的一项主要技术。其主要技术优点:在真空状态下,孔道内的空气、水份以及混在水泥浆中的气泡被消除,减少孔隙、泌水现象;灌浆过程中孔道具有良好的密封性,使浆体保压及充满整个孔道得到保证;工艺及浆体的优化,消除了裂缝的产生,使灌浆的饱满性及强度得到保证;真空灌浆过程连续迅速,缩短了灌浆时间。     

连接片阻值对电动汽车用动力电池性能的影响

鉴于单体电池间连接片的阻值和极柱的位置影响单节电池的性能,基于Matlab/Simscape开发了单体电池模型,并利用此模型和以电阻模拟的连接片构建了单节电池模型,仿真分析了连接片阻值对单节电池性能的影响。结果表明,连接片的存在使与极柱相连的单体电池最先达到电池管理系统设定的放电截止电压,以致影响电池的性能;与极柱相连的单体电池的率先老化导致与其相邻的单体电池出现过放电的现象,影响单节电池的安全性。最后,设定各单体电池SOC间最大偏差为0.05,对不同并联电池数目的单节电池进行仿真,得出连接片与电池欧姆内阻阻值的合理比例。     

停放对PEMFC性能特性的影响研究

本文中对两个连续运行后的质子交换膜燃料电池堆进行停放实验,以研究不同方式的停放对电池性能的影响。结果表明,在连续运行后进行短时间的停放对于电池性能具有恢复作用;而长期停放则会导致电池性能下降并出现显著的片间性能差异,采用密封措施可缓解这种现象,但仍难以避免不可恢复的性能衰减。停机后对电池进行快速放电对性能产生的效果相当于短期停放。     

车用梯度阳极SOFC电性能实验研究

为推动我国能源结构转型和解决环境污染问题,发展以氢气为燃料的固体氧化燃料电池(SOFC)是一种有效的措施。微观结构梯度变化的梯度阳极设计有望提高SOFC性能,为探究梯度阳极SOFC的电性能,搭建了以梯度阳极SOFC纽扣电池为研究对象的电池电性能测量实验系统,通过调控电池的工作条件,测量了该纽扣式单电池在不同工作温度和不同入口流量下的开路电压和放电特性。研究发现,随着入口处燃料气体流量的增加,梯度阳极SOFC的输出电压和输出功率密度增加,电池电性能在燃料气体入口流量超过100mL·min^-1后基本保持不变。随着工作温度的升高,梯度阳极SOFC开路电压降低,输出电压和输出功率密度升高。当SOFC纽扣电池工作在温度为800℃、入口处燃料气体流量为125 mL·min^-1的条件下,测得最大功率密度0.31 W·cm^-2。     

浅谈牵引用铅酸蓄电池的几种充电方法

蓄电池是电动叉车的唯一动力源,如同人体的心脏,起着至关重要的作用。在电动叉车的使用过程中,选择正确的方法,对电池进行能量补充,使其恢复如初,才能够发挥电动叉车的优越性能,这里谈谈铅酸蓄电池的几种充电方法以供用户参考。 1 恒定电流充电法在充电过程中充电电流始终保持不变的方法叫做恒定电流充电法。由于在充电过程中电池端电压逐渐升高,充电电流会逐渐下降。为维持充电电流始终不变,不致因电压上升而减小,充电过程必须逐渐升高电源电压。恒流充电法,在电池允许的最大充电电流情     

点燃式NG发动机燃烧系统优化研究

在开发某款天然气发动机的过程中,发动机出现了进气回火、排气放炮等性能不稳定现象。借助CFD软件模拟缸内流动与燃烧,对燃烧室进行了优化设计,对比了新旧两种燃烧室内混合气燃烧和流动情况,分析造成两种燃烧室内燃烧差异的原因。通过分析对比湍动能、火焰传播与形成过程的差异诠释了原燃烧室产生回火放炮的原因。新开发的燃烧室不仅有效解决了进气回火、排气放炮问题,还使发动机的扭矩、功率比原来有所提高,同时燃料消耗率显著降低。     

锂离子电池安全检测传感器研究进展

近年来, 由于热失控引发的锂离子电池安全事故频繁发生, 严重影响了新能源汽车运行安全, 作为保障车辆运行安全的有效手段, 对电池系统进行安全检测尤为重要。为提高锂离子电池的性能、延长循环寿命, 减少热失控安全事故的发生, 需要利用传感器技术对电池工作状态进行实时监控和检测。根据电池正常和异常工作状态下各物理量的变化, 常用的安全检测信号有应力应变、温度以及特征气体等。目前, 用于检测上述信号的安全检测传感器在电池状态检测方面已得到了广泛的应用。然而, 传统的传感器存在着体积大、灵敏度低、不耐电解液腐蚀等问题。对新型光纤布拉格光栅传感器、柔性薄膜传感器以及半导体式气体传感器的工作原理进行概述, 总结了上述3种传感器在锂离子电池应力应变、温度和气体检测的应用现状, 并从稳定性以及灵敏度等角度指出当前研究的不足, 如光纤布拉格光栅传感器电池体系适用性差, 插入式薄膜传感器影响电池性能, 半导体气体传感器精度和寿命低等问题。如何以经济、安全和实用的方式将传感器安装到电芯中, 减轻实际应用中传感器对电池循环性能的影响以及提高传感器信号传递的稳定性、精度、灵敏度, 是锂离子电池安全传感器开发面临的挑战, 仍然需要在传感器、电池设计等方面开展大量实验研究。      

冷却液温度为边界条件的柴油机起动试验研究

为了研究冷却液温度对柴油机起动过程初期燃烧不稳定性及排放的影响规律,在一台单缸直喷式柴油机上,利用缸压和单循环采样测试系统对柴油机起动初期单个工作循环的燃烧和排放进行了试验研究。结果表明:冷却液温度是影响柴油机起动过程不稳定的重要因素之一。较低的冷却液温度导致柴油机起动初期燃烧不稳定性增加,失火和不完全燃烧循环较多,从而导致HC排放升高,而且冷却液温度低造成的滞后燃烧会产生较高的CO排放。冷却液温度升高后,失火循环消除,同时着火延迟期明显缩短,最高燃烧压力升高,HC和CO排放显著降低,NOx排放升高,表明燃烧状况改善。     

摩托车用催化剂耐久性能的研究及应用

高温和中毒导致的催化剂活性丧失对催化剂性能有显著的影响,由于温度和中毒的作用,催化剂的物理化学特性产生了巨大的变化,催化剂性能的恶化与这种变化有关。催化剂的配方和设计应尽可能考虑催化剂对中毒和高温度的耐久性。     

柴油机颗粒过滤器再生过程的多通道模拟

建立了模拟柴油机颗粒物过滤器(DPF)再生过程的多通道模型并进行模拟,模拟结果和实验结果吻合良好.在此基础上考察了DPF进口气体不均匀性对热再生性能的影响.结果表明:进口处气体流速不均匀分布会延长再生时间、推迟和提高温度峰值;进口处气体温度不均匀分布会延长再生时间、推迟并降低温度峰值.因此,在设计DPF时应力求进口处气体的温度和速度均匀分布.