应用于动力电池热管理的重力型热管仿真研究

针对应用于车用动力电池热管理的重力型热管开展了建模与仿真研究,采用控制变量法分析了不同充液率、内壁面接触角和初始压力对热管启动性能与换热特性的影响。结果表明,随着充液率的增大,传热性能在提升,当充液率为85.7%时传热速率达到峰值。随着接触角的增大,传热性能在降低,当接触角为60o时传热速率达到峰值。随着初始压力的增大,传热性能在降低,当初始压力为3 361 Pa时传热速率达到峰值。     

气压制动系统响应时间优化设计

随着商用车的发展,消费者对车辆安全性的要求越来越高。制动响应时间是评价气压制动系统性能的重要指标,研究缩短制动响应时间的方案意义重大。试验表明,通过优化气压制动系统的选型及布置能有效提升制动响应时间,缩短制动距离,提高整车安全性。文章从气压制动系统管路布置及优化选型等多方面进行分析,并结合试验数据论证影响制动响应时间的因素,固化一些优化方案。     

基于热分析与低温光谱的沥青热可逆老化机理

为了研究沥青胶结料在恒定低温储存过程中产生的热可逆老化机理,运用调制式差示扫描量热分析(MDSC)和低温红外光谱(LT-FTIR)技术对沥青胶结料热信号与红外光谱的热历史依赖性进行了试验分析,以确定2种不同分子量的线性饱和链烃(C₂₀H₄₂和C₃₂H₆₆)对热可逆老化的贡献。研究结果表明:沥青恒定低温硬化并非所有沥青的固有特性,存在不受恒定低温热历史影响的沥青胶结料;低分子量的饱和长链烷烃(石蜡)因其与沥青具有较好的相容性,会通过扩散的方式随着恒定低温时间的延长逐渐从沥青基体中析出,从而导致沥青的恒温硬化现象;由于高分子量的饱和长链烷烃与研究采用的沥青在相同条件下相容性差,其石蜡与沥青的二相分离结构并没有随着恒定低温时间的延长产生明显的变化。与热分析相比,低温红外光谱技术可在较低的降温速率下直接用于测试固态沥青中的石蜡分子单元而不会产生热滞后效应。石蜡的结晶会导致红外光谱在735~715 cm^-1处形成吸收峰,且吸收峰信号随温度降低而增强。沥青中的石蜡初期(0~8 h)析出较快,随着时间延长,析出速率放缓,持续时间可长达72 h。通过试验的直接观测,确定了沥青中低分子量石蜡的持续析出或沉淀是导致所用胶结料热可逆老化的根本原因。     

基于不同热管理方案的动力电池低温动力性研究

动力电池在低温环境中功率特性变差和充放电效率下降是制约电动汽车发展的因素之一。为提升动力电池低温动力性,基于AMESim的1D仿真模型对不同热管理方案下动力电池目标功率的持续时间进行了研究。结果表明,动力电池预加热方案在一定程度上提升了动力电池低温动力性,但是预加热方案不仅受预加热电量来源、动力电池初始SOC以及环境温度的影响,还会在动力电池初始SOC较高时造成电量浪费;动力电池预加热+行驶加热方案不仅能提升动力电池低温动力性,还可以避免动力电池在初始SOC较高时进行预加热造成电量浪费。通过不同热管理方案下动力电池低温动力性的研究,对电动汽车低温行车过程中热管理方案提供一定的指导。     

新冠肺炎疫情下城市公共交通非常规防疫策略——以宁波市为例

在国家重大突发疫情面前，城市公共交通具有保障出行与阻断疫情的双重责任。面对新型冠状病毒感染的肺炎（简称新冠肺炎，COVID-19）疫情，城市公共交通既要保证有效运输，又要降低疫情扩散的风险。地铁和常规公交是城市公共交通系统不可缺少的一部分，在城市公共交通中占据重要地位。针对宁波市城市公共交通系统中存在的防疫问题，提出了基于问题驱动的城市公共交通非常规防疫策略。研究结果表明：新冠肺炎疫情形势下，城市公共交通系统防疫需要启动应急响应机制，遵循分区分类防控的基本原则，在保障人们刚性出行需求的同时，必须阻断疫情传播，减少通过公共交通运输造成的交叉感染，实现疫情可防可控。除体温检测、佩戴口罩与洗手消毒等防疫措施之外，还应结合地方实际和风险评估等级采取非常规的组合防疫策略，即：①面向城市常规公交，建议采取网格化运营策略、需求响应式运营策略以及应急公交接驳策略；②面向城市轨道交通，建议采取3级组合防疫策略，即暂停运营策略、车厢隔离防疫策略以及需求响应式防疫策略。以上常规公交与轨道交通的多种组合防疫策略需根据疫情的发展情况动态调整，及时启动相应级别的公共交通应急预案，被动防御与主动防控相结合，积极发挥城市公共交通在疫情时期的交通骨干作用和应急保障作用。     

浅埋隧道爆破施工中邻近框架结构的振动响应分析

为研究隧道爆破作用下邻近框架结构的振动响应机制，以某5层框架结构住宅楼为例，借助ANSYS/LS-DYNA建立基于隧道爆破-围岩-框架结构的三维耦合数值计算模型，分析隧道爆破施工中邻近框架结构的振动响应。研究结果表明： 数值模拟清晰地展示了隧道爆破作用下围岩和框架结构应力场、位移场的变化情况，给出了爆破振动波从围岩至框架结构的传播过程。通过对比实测测点与数值模拟中对应测点的振动速度时程曲线和频率分布，验证了数值模拟方法的可靠性。在隧道爆破作用下，邻近框架结构梁、柱以及外墙等构件的振动响应并不一致，随结构高度呈现出不同的变化规律。此外，应力集中现象主要发生在建筑物底层外墙、外墙与柱结合处、外墙与梁结合处以及外墙与楼板结合处等非承重部位，表明这些部位更易在隧道爆破过程中发生损伤开裂。     

Geometric design safety estimation based on tire–road side friction

A closed-loop drive–vehicle–road–environment system (DVRES) model was established using Adams/Car and Matlab/Simulink. Dynamic responses of lateral tire forces based on tire–road side friction and road geometric characteristics are used to investigate vehicle side slip for geometric design safety estimation. The root mean square, the maximum values of lateral tire forces, comfort limit on curves and vehicle trajectories are used to quantify the safety margin of side friction. The simulation results show that the safety margins of lateral tire forces for radius, operating speed and superelevation rate were 18.2%, 19.3% and 17.6%, respectively, to guarantee good vehicle lateral reliability and ride comfort, while lower speeds are optimal in wet and slippery roads. Finally, a case study was conducted to illustrate the analysis of road design safety, and on-site experiment testing further validated the accuracy and reliability of the closed-loop DVRES model.     

Influence of uneven rail irregularities on the dynamic response of the railway track using a three-dimensional model of the vehicle–track system

A mathematical model of the vehicle–track interaction is developed to investigate the coupled behaviour of vehicle–track system, in the presence of uneven irregularities at left/right rails. The railway vehicle is simplified as a 3D multi-rigid-body model, and the track is treated as the two parallel beams on a layered discrete support system. Besides the car-body, the bogies and the wheel sets, the sleepers are assumed to have roll degree of freedom, in order to simulate the in-plane rotation of the components. The wheel–rail interface is treated using a nonlinear Hertzian contact model, coupling the mathematical equations of the vehicle–track systems. The dynamic interaction of the entire system is numerically studied in time domain, employing Newmark's integration method. The track irregularity spectra of both the left/right rails are taken into account, as the inputs of dynamic excitations. The dynamic responses of the track system induced by such irregularities are obtained, particularly in terms of the vertical (bounce) and roll displacements. The numerical model of the present research is validated using several benchmark models reported in the literature, for both the smooth and unsmooth track conditions. Four sample profiles of the measured rail irregularities are considered as the case studies of excitation sources, examining their influences on the dynamic behaviour of the coupled system. The results of numerical simulations demonstrate that the motion of track system is significantly influenced by the presence of uneven irregularities in left/right rails. Dynamic response of the sleepers in the roll direction becomes more sensitive to the rail irregularities, as the unevenness severity of the parallel profiles (quantitative difference between left and right rail spectra) is increased. The severe geometric deformation of the track in the bounce–pitch–roll directions is mainly related to such profile unevenness (cross-level) in left/right rails.     

蜂巢式液冷电池模块传热特性的试验研究

为4 A·h的21700型锂离子电池研发了蜂巢式液冷电池模块,并通过搭建的试验平台测定其充/放电过程的传热特性。结果表明:在25℃环境温度下,0.5C恒流恒压充电和1C恒流放电过程中,电池模块的最大温差均被控制在2℃以内;40℃环境温度下,1C恒流放电过程中,当冷却液流量大于1 L/min时电池模块的最大温差能保持在所要求的5℃以内。说明蜂巢式液冷电池模块冷却性能优良,可为未来电池热管理方案的设计提供技术支撑。     

浮置板式轨道结构隔振效果仿真研究

建立列车—轨道结构耦合系统有限元模型,将轨道不平顺作为列车—轨道结构耦合系统的激励源,对普通碎石道床轨道结构和浮置板式轨道结构的列车—轨道结构耦合系统动力学性能进行仿真研究,对比分析这2种类型的轨道结构系统振动响应与系统振动传递函数,评价浮置板式轨道结构的隔振效果。分析结果表明,浮置板式轨道结构与普通碎石道床轨道结构相比,振动加速度降低约70%,距线路5 m处大地振动加速度响应峰值降低约62.8%,相应Z振级衰减约10 dB,竖向振动加速度频率范围由0~200 Hz降到0~60 Hz,有效起到了振动隔离效果。