检索结果-内蒙古大学图书馆

爆炸与冲击 2025年第2期45卷 137-147页

作者：马骋浩庄梓傲 SHIN Jonghyeon 邢伯斌夏勇周青清华大学智能绿色车辆与交通全国重点实验室北京100084

电动汽车电池包在侧面柱碰撞下极易失效并可能发生着火。为准确、快速地评估电池包在侧面柱碰撞下安全性,采用区域细化的电池包模型,在不同的碰撞速度、碰撞角度、碰撞位置和车辆装载状态下开展了仿真分析,采用优化拉丁超立方采样策略... 详细信息

电动汽车电池包在侧面柱碰撞下极易失效并可能发生着火。为准确、快速地评估电池包在侧面柱碰撞下安全性,采用区域细化的电池包模型,在不同的碰撞速度、碰撞角度、碰撞位置和车辆装载状态下开展了仿真分析,采用优化拉丁超立方采样策略设计了仿真矩阵,并通过图像识别的方法批量提取电池包碰撞响应生成数据集。对研究参数进行组合生成了新特征,并对参数进行相关性分析,确定了模型训练的输入特征。采用支持向量机、随机森林方法和反向传播神经网络(back propagation neural network, BPNN)机器学习方法建立了数据驱动的预测模型。结果表明,支持向量机模型性能最优,模型预测参数的平均决定系数R2为0.96。在训练数据集中引入标准差不同的高斯噪声,对模型的鲁棒性进行了检验,BPNN机器学习方法的鲁棒性较优。采用建立的数据驱动模型能够预测电池包侧面柱碰撞下的变形情况,评估电池包的碰撞安全性。

关键词：电池包碰撞安全性侧面柱碰撞机器学习有限元仿真

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侧面柱碰撞工况电池包碰撞安全性快速预测

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汽车工程 2025年第1期47卷 117-126页

作者：马骋浩申宗玹汪俊敖文宏邢伯斌夏勇清华大学智能绿色车辆与交通全国重点实验室北京100084 中国汽车工程研究院股份有限公司重庆401122 长春理工大学长春130022

为更全面地开展电动汽车侧面柱碰撞安全性分析,采用区域细化方案建立了电池包有限元模型,并应用于整车和电池包两个层级的碰撞仿真。依据事故统计结果,考察了包含国标工况在内不同碰撞速度、位置和角度组合下的整车侧面柱碰撞响应。考... 详细信息

为更全面地开展电动汽车侧面柱碰撞安全性分析,采用区域细化方案建立了电池包有限元模型,并应用于整车和电池包两个层级的碰撞仿真。依据事故统计结果,考察了包含国标工况在内不同碰撞速度、位置和角度组合下的整车侧面柱碰撞响应。考虑到整车层级仿真成本较高,采用碰撞速度调节和质量补偿方法建立了电池包层级参数化模型,用于开展大规模侧面柱碰撞仿真。基于能量法提出了一种电池包层级碰撞响应的快速预测模型,可实时判断不同侧面柱碰撞条件下的电池包变形情况和机械失效风险。经验证,该模型的平均预测误差为3.22%。

关键词：电池包碰撞安全性侧面柱碰撞有限元仿真快速预测

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工作温度对PEMFC水分布、质子传输及性能影响分析

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化工学报 2025年第1期76卷 374-384页

作者：韩启沃刘永峰裴普成张璐姚圣卓北京建筑大学机电与车辆工程学院北京市建筑安全监测工程技术研究中心北京100044 清华大学智能绿色车辆与交通全国重点实验室北京100084

工作温度直接影响质子交换膜燃料电池(PEMFC)的膜态水含量和功率密度,决定了膜的质子传输效率。为研究工作温度对PEMFC质子传输效率及性能的影响,提出了膜质子传输(membrane proton transport,MPT)模型。该模型考虑了工作温度变化对膜... 详细信息

工作温度直接影响质子交换膜燃料电池(PEMFC)的膜态水含量和功率密度,决定了膜的质子传输效率。为研究工作温度对PEMFC质子传输效率及性能的影响,提出了膜质子传输(membrane proton transport,MPT)模型。该模型考虑了工作温度变化对膜态水含量的影响,推导了输出电压计算公式,并将MPT模型耦合进COMSOL进行了多物理场计算。搭建了燃料电池测试系统,在进气相对湿度100%,工作温度为50、60和70℃下进行了实验和数值仿真,基于MPT模型计算了输出电压,分析了工作温度变化对跨膜水通量、膜态水含量和质子电导率的影响。结果表明:工作温度为70℃时,MPT模型与实验值的最大相对误差为8.41%;在电流密度0~800 mA/cm^(2)范围内,相对误差为0.12%~2.52%。相同进气口压力、进气相对湿度和进气流量下,随着工作温度升高,跨膜水通量增加,膜态水含量降低且分布更均匀,PEM的湿润程度更高,质子电导率升高。在电流密度0~650 mA/cm^(2)范围内70℃的输出电压低于50℃,在电流密度650~1300mA/cm^(2)范围内高于50℃和60℃。随着电流密度升高,跨膜水通量增加,膜态水含量分布更均匀,部分工况下质子电导率升高。当工作温度为70℃时,PEMFC的功率密度最大,为399.73 mW/cm^(2)。

关键词：燃料电池质子交换膜工作温度电池性能数值模拟再生能源

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直线增程系统匹配建模与负荷特性研究

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汽车安全与节能学报 2025年第1期16卷 97-106页

作者：张志远魏铄鉴马煜国冯慧华贾博儒帅石金何洪文北京理工大学机械与车辆学院北京100081 新加坡国立大学设计与工程学院 117575新加坡清华大学智能绿色车辆与交通全国重点实验室北京100084

直线增程系统是自由活塞发动机与直线电机直接耦合而成的新型高效、高功率密度能量转换系统,为了合理匹配系统电磁负荷,提升系统运行稳定性,该文研究了相应设计参数下系统稳定运行负荷极限,确定了不同电磁负荷下系统运行特性。利用MATLA... 详细信息

直线增程系统是自由活塞发动机与直线电机直接耦合而成的新型高效、高功率密度能量转换系统,为了合理匹配系统电磁负荷,提升系统运行稳定性,该文研究了相应设计参数下系统稳定运行负荷极限,确定了不同电磁负荷下系统运行特性。利用MATLAB/Simulink建立了系统热动力学耦合仿真模型,确定系统负荷极限范围,得到了负荷极限范围内随着负荷的改变系统运行特性和性能特性的变化规律。结果表明:负荷对于系统运行特性有着决定性作用,当负荷从392增大到538N/(m·s^(-1)),系统运行频率从39.6减小到30.6 Hz,运行压缩比从15.0降低到6.0,指示热效率从41.4%降低到31.1%,系统输出功率从9.2 kW降低到5.3 kW,指示燃油消耗率由197.6 g/kWh增大到263.0 g/kWh。

关键词：发动机控制直线增程系统混合动力多燃料发动机负荷特性

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锂离子电池温度状态:定义、检测与估计

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中国科学:技术科学 2025年第2期55卷 187-212页

作者：杨博文刘思垒冯旭宁饶中浩刘吉臻吴伟雄暨南大学国际能源学院珠海519070 清华大学智能绿色车辆与交通全国重点实验室北京100084 河北工业大学能源与环境工程学院天津300401 华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室北京100096

锂离子电池作为新型储能技术的重要载体,其全生命周期的安全性和可靠性备受关注.作为复杂的温度敏感型电化学系统,随着能量密度上升和应用场合的拓展,热效应引起的温度变化极大地影响锂离子电池性能.相较于荷电状态、健康状态等,电池温... 详细信息

锂离子电池作为新型储能技术的重要载体,其全生命周期的安全性和可靠性备受关注.作为复杂的温度敏感型电化学系统,随着能量密度上升和应用场合的拓展,热效应引起的温度变化极大地影响锂离子电池性能.相较于荷电状态、健康状态等,电池温度状态能够直观地反映其内部工作状况和外部环境条件,是未来智能电池管理系统中必不可少的物理量之一.本文首先归纳了电池的4种温度表征指标:表面温度、核心温度、体均温度及温度分布,与此同时,在模组层面讨论了温度极值和温度差值的适用性;随后,从温度检测和温度估计两方面对现有方法进行分类,并系统阐述了各种温度检测估计方法的原理、优势以及局限性;最后,讨论了电池温度状态领域面临的挑战,并提出了未来的发展方向.

关键词：锂离子电池温度状态智能电池温度检测温度估计

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基于多粒度关系推理的自动驾驶域自适应视觉目标检测算法

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汽车工程 2025年第2期47卷 201-210页

作者：索锦辉王晓伟蒋沛文丁驰高铭边有钢湖南大学整车先进设计制造技术全国重点实验室长沙410082 湖南大学无锡智能控制研究院无锡214072 清华大学车辆与运载工程学院北京100084

现有域自适应视觉目标检测算法大多基于两阶段检测器设计,且未能利用图像空间中不同元素之间的语义拓扑关系,导致次优的跨域适应性能。为此,本文提出一种基于多粒度关系推理的域自适应视觉目标检测算法。首先,提出粗粒度图块关系推理模... 详细信息

现有域自适应视觉目标检测算法大多基于两阶段检测器设计,且未能利用图像空间中不同元素之间的语义拓扑关系,导致次优的跨域适应性能。为此,本文提出一种基于多粒度关系推理的域自适应视觉目标检测算法。首先,提出粗粒度图块关系推理模块,使用粗粒度图块图结构来捕获前景和背景之间的拓扑关系,对前景区域进行跨域适配。然后,设计细粒度语义关系推理模块,推理细粒度语义图结构来增强跨域多类别语义依赖关系。最后,提出粒度诱导的特征对齐模块,根据节点的亲和性调节特征对齐的权重,提升检测模型面对场景整体变化时的适应性。多个自动驾驶跨域场景上的实验结果验证了所提算法的鲁棒性和实时性。

关键词：自动驾驶视觉目标检测域自适应图推理

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锂离子电池极片涂布工艺研究进展

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储能科学与技术 2025年第1期14卷 90-103页

作者：曹巍陈飞孔祥栋朱志成韩雪冰卢兰光郑岳久上海理工大学机械工程学院上海200093 四川赛鸥科技有限公司四川宜宾644000 清华大学车辆与运载学院智能绿色车辆与交通全国重点实验室北京100084

锂离子电池极片涂布工艺在电池制造中占据核心地位,直接决定了电池的能量密度、循环寿命及安全性。目前随着新能源行业对电池需求的激增,如何在确保涂布质量的同时提升生产效率,已成为电池制造厂商关注的焦点。面向电池制造数字化和产... 详细信息

锂离子电池极片涂布工艺在电池制造中占据核心地位,直接决定了电池的能量密度、循环寿命及安全性。目前随着新能源行业对电池需求的激增,如何在确保涂布质量的同时提升生产效率,已成为电池制造厂商关注的焦点。面向电池制造数字化和产业化的发展趋势,本文综合分析了锂离子电池极片涂布工艺的发展,对比分析了常见的涂布方法的特点,基于工艺仿真的手段,从内、外流场两个角度,明确了影响涂层质量和效率的关键因素,系统梳理了狭缝式挤压涂布的优化策略和方法,此外,本文还对比分析了产线中在线检测方法的特点,评估了实用性和局限性,并进一步指出了当前研究的不足和未来的发展趋势,旨在为优化锂离子电池涂布工艺提供理论支持和实践指导。

关键词：锂离子电池涂布工艺工艺仿真狭缝式挤压涂布在线检测

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双车协同运输系统轨迹跟踪约束跟随控制

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汽车工程 2025年第4期47卷 658-668页

作者：代宇晟常远杨泽宇张博维胡满江黄晋湖南大学机械与运载工程学院整车先进设计制造技术全国重点实验室长沙410082 湖南大学无锡智能控制研究院无锡214115 清华大学车辆与运载学院北京100084

双车协同运输系统由货物模块和前后两辆运输车组成,货物与车辆通过铰接方式连接。该系统的动力学强耦合性、强非线性等特点给其精确建模与安全精准控制带来巨大挑战。本文提出了一种基于约束跟随理论的双车协同运输系统轨迹跟踪控制方... 详细信息

双车协同运输系统由货物模块和前后两辆运输车组成,货物与车辆通过铰接方式连接。该系统的动力学强耦合性、强非线性等特点给其精确建模与安全精准控制带来巨大挑战。本文提出了一种基于约束跟随理论的双车协同运输系统轨迹跟踪控制方案。在系统建模层面,基于运动学及刚体动力学分析,构建协同运输系统的外部轨迹跟踪伺服约束和内部铰接关系被动约束,并通过拉格朗日建模方法建立双车协同运输系统非线性约束动力学模型。在控制器设计层面,首先,采用Udwadia-Kalaba(U-K)方法获取货物满足轨迹跟踪伺服约束所需的范数最小约束力,也即铰接点作用于货物的作用力合力;其次,按照前后车辆横向受力最小原则设计该作用力合力的最优分配策略,将其分配给前后运输车辆,并将作用力分力的反力建模为前后车辆的已知外部干扰;然后,基于已知外部干扰前馈补偿及约束跟随控制理论设计前后运输车辆满足轨迹跟踪伺服约束所需的控制力。最后,仿真结果表明,所提出的协同控制方案具有良好的轨迹跟踪效果,且能够明显抑制货物对运输车辆的横向动力学影响,有效提升协同运输系统的整体横向稳定性。

关键词：双车协同运输轨迹跟踪拉格朗日建模约束跟随控制

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PEM燃料电池挡板型流道内扩散层表面结构对液滴流动特性的影响规律

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汽车安全与节能学报 2025年第2期16卷 260-267页

作者：宋娇娇王晗张晓剑杨若曦曹博王誉霖张剑波天津商业大学制冷技术重点实验室天津300134 清华大学智能绿色车辆与交通全国重点实验室北京100084 博海新能源(合肥)有限公司合肥230000

为了改善质子交换膜燃料电池(PEMFC)内液态水的传输特性,采用白光干涉法和座滴法获得了气体扩散层(GDL)表面结构特性,并采用流体体积(VOF)法探究了挡板型流道内扩散层表面结构对液滴流动特性的影响规律。结果表明:无论是否考虑GDL表面结... 详细信息

为了改善质子交换膜燃料电池(PEMFC)内液态水的传输特性,采用白光干涉法和座滴法获得了气体扩散层(GDL)表面结构特性,并采用流体体积(VOF)法探究了挡板型流道内扩散层表面结构对液滴流动特性的影响规律。结果表明:无论是否考虑GDL表面结构,随着GDL内聚四氟乙烯(PTFE)含量的增加,表面疏水性均显著增强,使得液滴在挡板型流道内的流出时间缩短,液滴的铺展面积减小,流道内压降也相应减小;与光滑GDL表面相比,实际粗糙GDL表面的不规则结构和孔隙特性显著增强了液滴的附着力,导致液滴在粗糙表面上的流动时间延长,铺展面积增大,流道内压降增加;当PTFE质量百分数含量为40%时,实际粗糙GDL表面液滴流出时间缩短了28.57%,流道内压降减少了16.32%,液滴的铺展面积呈减小趋势。

关键词：质子交换膜燃料电池(PEMFC) 扩散层表面结构挡板流道液滴流动特性

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锂离子电池热失控前锋面速度研究

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工程热物理学报 2024年第12期45卷 3771-3776页

作者：章方树冯旭宁清华大学智能绿色车辆与交通全国重点实验室北京100084

锂离子电池的安全问题始终阻碍着电动汽车的推广,其安全问题的本质为锂离子电池热失控。锂离子电池的热失控通常是在电池内局部发生,进而以热失控前锋面的方式蔓延到电池整体,该蔓延现象在大容量、大体积电池内尤为明显。本文基于传热... 详细信息

锂离子电池的安全问题始终阻碍着电动汽车的推广,其安全问题的本质为锂离子电池热失控。锂离子电池的热失控通常是在电池内局部发生,进而以热失控前锋面的方式蔓延到电池整体,该蔓延现象在大容量、大体积电池内尤为明显。本文基于传热学原理,对锂离子电池热失控前锋面速度公式进行了推导,经过验证,该公式可精确预测电池热失控前锋面速度,精确度达到85.34%。本文推导的前锋面公式适用于不同体系的锂离子电池,可直接用来预测电池热失控蔓延速度,指导高安全电池设计。

关键词：锂离子电池热失控热失控前锋面热传导

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