混合动力汽车用锂电池热管理系统

为研究动力电池组的温度特性以及维持其工作在最佳的温度范围内,以锂离子电池为研究对象,设计了一种新型混合动力汽车的电池热管理系统,利用空调系统和发动机排气系统来调控电池组的温度。建立了锂电池组的三维瞬态产热数值模型,以电池组的三维尺寸和进风口流速为输入参数,以降低电池组的最大温升和提高电池组的温度均匀性为输出参数,利用FLUENT仿真软件和DesignXplorer模块进行联合优化设计了电池组的结构。优化后的电池组的温升比优化前降低了5.39K,电池组温差降低了6.41K。分析了恒倍率放电以及对流换热系数对单体电池温升的影响,研究表明:放电倍率越大电池温升越快,放电结束后电池的温度越高,在对流换热系数小于30 W/(m^2·K)时,散热效果明显。对电池组在不同条件下加热或者冷却进行了仿真分析,验证了该电池热管理系统的可行性。

再生制动优先作用的电动汽车ABS控制策略

为使电动汽车的驱动轮在紧急制动时,既能防抱死,又能回收制动能,提出了再生制动力矩优先作用的机电协同防抱死制动控制策略。即在任何制动工况下,只要再生制动力矩有效,均优先使用再生制动力矩来防止驱动轮抱死。分析了再生ABS优先作用的工作模式及其制动力分配原则,给出了相应的控制逻辑;然后以1/4车辆模型为例,建立了再生ABS优先作用的动力学模型,设计了基于车轮滑移率的PID控制律。在此基础上,建立了该策略的MATLAB/SIMULINK仿真模型。仿真结果表明:随着路面附着系数的提高,制动模式将由纯再生ABS转为再生制动优先作用的机电复合再生ABS,机械制动力矩也将相应增大;其次,与传统液压ABS的对比仿真试验表明,采用该策略能使制动系统的反应速度至少提高21.8%,车辆制动距离缩短4.9%。

基于最小能耗的动力电池风冷控制策略

针对目前电动汽车动力电池风冷散热能耗高、散热滞后的问题,提出一种基于最小能耗的动力电池风冷控制策略,根据车载导航系统预报的工况信息预测动力电池的未来温升,在满足动力电池散热需求的前提下以风机能耗最少为目标,运用分段式动态规划算法确定风机在未来路段的开启时机与最优风速。以添加了坡度信息的ARB02、HWFET和UDDSHDV的组合工况为测试工况,对动力电池未来温升的精度进行了硬件在环试验,得出实际路况试验温度与预报工况试验温度的最大差值为0.3℃,最大偏差率为0.7%。与其他两种控制策略进行了Fluent仿真对比,结果表明基于最小能耗控制策略下动力电池的最高温度为39.87℃,最大温差为1.1℃;风机能耗是全程开启型控制策略的77.2%,是温度开关型控制策略的53.7%。该策略能有效控制动力电池的温度且风机能耗最小。

基于学科竞赛的大学生机械创新设计能力的培养

创新是发展的源动力,大学生创新能力的培养离不开实践,文中通过近几年学科竞赛的发展,结合机械创新设计要求,提出了以学科竞赛为平台,在实践中培养学生创新能力的方法,强调了学科竞赛对创新教育的推动性。