【摘 要】
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针对多物理场耦合过程中,烟片模型精度低、利用相似几何体替代的问题,提出了一种基于MATLAB图像处理与EDEM软件相结合的烟片建模方案.对于颗粒替换时坐标的提取问题,构建了基于图像处理的算法模型,利用烟片图像像素值对烟片坐标特征进行提取.采用3种不同建模方案,将改进的建模方案与直接采用EDEM软件进行颗粒压模的方案进行对比分析.结果表明,提出的3种建模方案结果误差均在1.5％之内,较之前的压模方案精度有很大提升,且颗粒真实半径取值与单个像素值的比值越接近1,烟片模型精度越高.此方案有效解决了烟片建模利用其
【机 构】
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650500 云南省 昆明市 昆明理工大学
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针对多物理场耦合过程中,烟片模型精度低、利用相似几何体替代的问题,提出了一种基于MATLAB图像处理与EDEM软件相结合的烟片建模方案.对于颗粒替换时坐标的提取问题,构建了基于图像处理的算法模型,利用烟片图像像素值对烟片坐标特征进行提取.采用3种不同建模方案,将改进的建模方案与直接采用EDEM软件进行颗粒压模的方案进行对比分析.结果表明,提出的3种建模方案结果误差均在1.5％之内,较之前的压模方案精度有很大提升,且颗粒真实半径取值与单个像素值的比值越接近1,烟片模型精度越高.此方案有效解决了烟片建模利用其它相似几何体替代的现状,满足企业向精益化生产转型的发展目标.
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建立了锂离子电池电化学-热-力耦合模型,并使用COMSOL Multiphysics软件进行了数值求解.研究了电化学-热-力耦合模型与电化学-力耦合模型的差异,对比了温度场以及电极粒子内部浓度场的变化,同时分析了隔膜孔隙度变化时外载对电池电压及容量的影响.研究发现:引入温度场后电池容量和电压平台会有所升高,模型温度会变低,粒子内部浓度相比电化学-力耦合更加均匀;当加入外载后,会导致电池电压和容量的降低,且同等外载对低放电速率下电池性能的影响更明显.此外还发现了电池在外载作用下会引起隔膜孔隙度变化进而影响电
针对锂离子电池剩余寿命精确预测的问题,提出一种基于变分模态分解(Variational ModeDecomposition,VMD)和极限学习机(Extreme Learning Machine,ELM)的锂离子电池剩余寿命预测方法.利用VMD分解锂电池容量信号得到一系列表征信号局部特性的本征模态函数(Intrinsic Mode Function,IMF),然后基于每个IMF,分别训练ELM模型,最后将每个ELM模型的预测结果加和求得锂离子电池的剩余寿命.基于NASA锂离子电池数据集对方法进行验证.结果
提出一种基于经验模态分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)和高斯过程回归(Gaussian ProcessRegression,GPR)的锂离子电池剩余寿命预测方法.运用EMD对电池容量数据进行分解,从分解结果中选择能够表征锂电池退化的趋势项.基于趋势项,构建GPR预测模型.利用拟合的GPR模型分别对锂离子电池剩余寿命进行点预测和区间预测.实验结果表明,点预测方法中多步预测精度更高,而区间预测能提供更多的参考信息,具有更强的有效性和适用性.
以21700型锂离子电池为研究对象,通过验证锂离子单体电池模型的准确性,然后分别在不同环境温度、不同放电倍率下以及不同热管长度下对锂离子电池热管散热模块的散热性能进行数值模拟.研究表明:电池模块结合热管散热结构能够有效降低电池温度,能够保证电池温度保持在较为理想的工作温度范围中,电池单体之间的温度相差也可以控制在5℃以内,增强了电池模块的温度均匀性.
打叶复烤流程中对打叶过程参数建模和优化有利于提高打叶效果.设计了混合水平正交试验,运用极差、方差及多目标综合加权评分法进行分析,发现打叶流程中,框栏开口、打辊转速两个因素对烟叶打叶的去梗率影响显著,进料量的改变对去梗率影响较小.研究表明,最佳因素组合水平为框栏开口3.0 cm,打辊转速520 r/min,进料量开口25％～40％生产流量,提高去梗率的同时保证打叶流程的工艺要求.
以三元锂电池21700为研究对象,对锂电池的热特性模型进行简化验证,确定了简化模型的可靠性.选取四串三并的锂电池模块,建立强制风冷散热模型以及风冷铝翅片强化散热模型,进行数值模拟,并对散热结果分析.结果表明,风冷翅片在环境温度为35℃,放电倍率为2C的恶劣工况下,通过调节风速和翅片数可以满足电池散热目标:温度范围是25～45℃,温差在5℃以下.
对锂电池搁置-负脉冲的快速充电方法进行了实验研究,理论分析了搁置及负脉冲对于提高充电效率的有效性,利用蓝电测试系统对搁置-负脉冲的充电方法进行大量实验.实验中得到了搁置的宽度参数以及负脉冲的幅值参数的实验数据,并对其进行分析,通过实验数据并集合五阶段恒流充电法确定了LIR1220钴酸锂电池的搁置-负脉冲充电的最佳参数为搁置20 s,负脉冲幅值为0.5C.最佳参数的实验结果证明,结合搁置-负脉冲的五阶段恒流充电法的充电容量增加了8.2％,充电效率值提升了20.9％,达到了快速充电的目的.
随着新能源汽车动力电池的能量密度日益提高,热失控潜在风险的增大使得电池的热管理尤为重要.锂离子工作最适宜的温度范围是20～45℃,电池单体之间的温差最好维持在5℃以下.针对电池模块的这个散热目标,将铝翅片用于锂离子电池组并强制散热,通过实验研究了所设计散热结构的散热性能,对比数值模拟和实验结果验证了散热结构的有效性.结果表明,环境温度为15,25,35℃时,电池组以1.0C,1.5C,2.0C倍率放电的散热结构控温效果良好.实验与数值模拟的温度与温差变化趋势相同且数值较为接近,结果表明实验与数值模拟结果吻
基于鸟巢结构设计了一种新构型的载人月球车车轮.对新型载人月球车车轮的构型设计并选择车轮材料,并对车轮零部件在月球环境满载与冲击载荷下的刚度与强度进行静力学分析.然后,参考月球地形环境,建立了带有30 cm高的单边和双边障碍、40 cm宽的壕沟、25°与30°斜坡的地形,对载人月球车车轮的移动性能进行了仿真分析.结果表明,此车轮有很好的承载能力与越障能力,车轮的刚度与强度也可以满足要求.
为提高Mg/Al异种金属接头的焊接质量,采取超声波焊接对1 mm厚AZ31B镁合金及1 mm厚的5052Al合金进行连接.在焊接压力均为0.3 MPa、焊接振幅为60％的情况下,控制焊接能量为700,1000,1300,1600 J时,得到在焊接能量为1300 J时有接头剪切值最大为1190 N.通过对接触界面的微观形貌观察以及断口形貌的观察,发现在1300 J时,材料流动性能最佳,在接触界面形成了材料的嵌合,增强了接头力学性能.