电动汽车锂电池液冷系统设计与优化

液冷散热是目前电动汽车锂电池组主流的散热方法,可保证电池在适宜的温度范围内安全工作。针对一款冲压式双流道液冷板进行设计与分析,建立了液冷板流体域计算流体动力学分析模型,分析了模型的网格无关性,讨论了减少液冷板压力损失的方法;以质量流量均匀性为目标,利用多场耦合集成优化软件,对液冷板内部流道宽度进行自动优化;建立了锂电池液冷板的流固耦合传热模型,校核了电池顶面最高温度及最大温差。     

基于燃料电池船舶混合电力推进系统的功率追踪控制策略

为提升混合电力推进船舶的续航能力,针对小型船舶巡航负荷的特点,组建以锂电池为动力源、燃料电池为增程单元的混合电力推进系统。选取典型船舶确定试验平台运行工况,设计与其相匹配的增程式燃料电池混合动力系统,并搭建质子交换膜燃料电池与锂电池混合电力推进系统的试验台架。以适配巡航工况为目的,基于锂电池荷电状态（SOC）调节功率追踪,获取燃料电池与锂电池间的能量分配策略。研究结果表明,该功率追踪控制策略能实现母线功率输出与模拟船舶工况间的适配。当将锂电池作为主要动力源时,系统发电单元的转换效率可维持在85%左右;当将燃料电池作为主要动力源时,系统发电单元的转换效率仅维持在75%左右。由此说明,以锂电池为动力源、燃料电池为增程单元的混合电力推进系统的设计是合理的。     

动车组蓄电池的应用现状和发展方向

为确保动车组辅助供电系统稳定、高效地运行,动车组蓄电池的选型应遵循高安全性、绿色环保、性能优越、适用温域宽和高可靠性的原则。文章阐述了“和谐号”CRH1、CRH2、CRH3、CRH5型动车组和“复兴号”标准动车组辅助供电系统用蓄电池的组成和参数,系统描述了动车组用铅酸蓄电池、镉镍蓄电池和钛酸锂电池的特性和应用现状。对比分析了各型车蓄电池的充电方式、补液方式及故障保护方式等,介绍了恒压直充电和恒压限流充电、单曲线充电和双曲线充电的优缺点,结合蓄电池结构分析了单节补液和集中补液两种维护方式的特点,并针对运用工况提出利用充电机监控蓄电池的整个充电过程,对蓄电池的异常充电状态进行相应的控制保护。探究了动车组蓄电池的发展趋势和改进方向,在动车组辅助供电系统设计时,应充分考虑蓄电池充电方式、充放电频次及深度、维护方式、故障诊断等方面对其性能的影响,从而采用合理、优化的设计方案,保证蓄电池在寿命期的正常使用,以更好地保障动车组的安全运行。     

钛酸锂电池在轨道交通车辆中的应用研究

钛酸锂电池虽然能量密度较低,但在安全性、功率密度、循环寿命、环境适应性等方面具有突出优势,能够更好地满足车载储能供电的轨道交通车辆对动力电池的应用需求,因此在轨道交通车辆中得到了广泛应用。文章针对采用钛酸锂电池作为动力的某导轨式胶轮列车,给出了动力电池系统的设计流程和设计原则,确定了电池系统的成组方式和性能参数。分析结果表明,设计的动力电池系统符合电压范围、充放电电流要求等设计原则,满足列车的牵引制动性能要求。在电池的最佳荷电状态范围内,列车行驶距离约为20 km,在持续充电的情况下,补充该电量所需时间约为7 min。     

氢-电混合动力机车动力蓄电池系统设计

为响应国家能源发展规划,研制700 kW氢-电混合动力机车。氢-电混合动力机车动力蓄电池系统选用钛酸锂电池。介绍动力蓄电池系统的造型和参数的确定。设计时,从监测控制及通信、短路防护、热蔓延防护、消防安全等方面遏制蓄电池热失控的发生。从电池单体、电池包和电池系统3个层级开展动力蓄电池系统试验。     

船用锂电池充放电装置设计

介绍了基于双向DC/DC变换器和AC/DC整流模块设计的锂电池充放电装置硬件回路,阐述了锂电池充放电装置的软件设计架构、主要功能,及软件控制策略。基于船用锂电池充放电装置的设计,选取锂电池组进行了充放电试验,试验结果验证了该充放电装置的有效性。     

新能源汽车电池安全事故对军事新能源器材发展的启示

分析了新能源汽车电池安全事故频发的原因,结合军事新能源器材更为苛刻的使用环境与性能要求,提出可以从提高电池安全性、强化研制管理机制、加强器材使用管理等三个方面来提升军事新能源器材的安全性,并给出了具体措施。     

基于卡尔曼滤波法的船用磷酸铁锂电池SOC仿真估算

针对已应用于船舶的磷酸铁锂电池包,根据其充放电性能测试数据,选择一种合适的电池模型对其电池单体进行建模与仿真。对卡尔曼滤波算法进行理论分析,并采用该算法对已建立的电池模型进行单体电池荷电状态（SOC）估算,采用MATLAB/Simulink软件进行算法仿真验证。仿真结果表明,卡尔曼滤波法对SOC的估算精度较高,对初值依赖小,自适应能力强,但对电池模型精度要求较高。     

SBS改性沥青的物理性能与中低温流变性研究

该文对SBS聚合物改性沥青(PMB)在中低温下的物理性能与流变性能进行研究。结果表明:PMB在60℃时表现为假塑性流体,而未改性沥青则更像牛顿流体。低频率下,SBS改性沥青的储能模量曲线斜率接近2,损耗模量近似1,表明聚合物改性剂与沥青基具有较强的相互作用和良好的相容性。SBS改性沥青的储能模量与损耗模量的关系满足HAN曲线,表明其为均一系统。SBS改性剂与沥青基的交联结构可根据MacKintosh理论确定,改性沥青的动态模量和聚合物改性剂的含量具有较好的相关性,表明PMB具有较强的黏弹性和稳定的网络结构。聚合物改性沥青从黏性到弹性的过渡温度(VET)随着改性聚合物含量的增加而增加,表明PMB具有较强的抗开裂能力,尤其当聚合物改性剂的掺量超过5%时。测试了聚合物改性沥青样品的物理力学性能,其与流变性测试的结果一致。     

碱激发煤制气残渣地质聚合物的制备及性能

煤制天然气残渣（CSNGS）是一种可用于制备地质聚合物的潜在新原料,然而关于用该工业废渣制备地质聚合物的报道却很少。采用机械球磨手段对煤制天然气残渣进行活化改性,分别以氢氧化钠（NaOH）溶液和氢氧化钾（KOH）溶液为激发剂,在不同条件下制备煤制气残渣地质聚合物,并对其强度进行对比。然后,通过X射线粉末衍射仪（XRD）、扫描电镜（SEM）、能谱分析（EDS）以及红外光谱（FT-IR）等微观试验手段对比研究了2种煤制气残渣地质聚合物的微观结构和强度形成机理,并分析了激发剂中不同碱金属阳离子对地质聚合物性能的影响。研究发现,随着热养护温度的升高,2种煤制气残渣中晶体峰强降低,地质聚合物的硅铝比（Si/Al）升高,地质聚合物的强度增加。研究还发现,在适当的热养护条件下,当激发剂浓度在6~9 mol·L^-1时,2种煤制气残渣地质聚合物均可以获得较高的力学强度。由SEM分析可知,较高的热养护温度和适当的激发剂浓度可以生成大量的水化硅铝酸钠凝胶（N-A-S-H）或水化硅铝酸钾凝胶（K-A-S-H）,使地质聚合物的微观结构变得更加致密,从而使试件具备良好的力学性能。此外,NaOH溶液对煤制气残渣的碱激发效果要优于KOH溶液,这不仅是因为钠离子与负离子的结合能力强于钾离子,更有效地保证了地质聚合物骨架中的电荷平衡;而且与钾离子相比,钠离子更容易形成具有2个或3个SiO₄四面体桥接单个AlO₄四面体的地聚合物凝胶,这使材料形成了更加致密均匀的微观结构。研究结果表明：地质聚合物最高强度分别为36.1 MPa（NaOH）和27.8 MPa（KOH）,因此,以煤制天然气残渣为原料制备地质聚合物具有很高的研究和应用价值。