基于PWM波的动力电池放电实验系统

基于PWM(pulse-width modulation,脉冲宽度调制)波和VISA(virtual instrument software architecture,虚拟仪器软件结构)接口设计一套研究电池工况热特性的实验系统,系统可以对电池进行不同工况(如NEDC,new european driving cycle,新欧洲循环驾驶、UDDS,urban dynamometer driving schedule,城市道路循环等)放电实验研究,并可以采集实验过程中的温度信息,采样频率可根据实际需要自定义。文章论述了该系统中PWM波工作原理,根据NEDC工况计算采样精度为0.1s的PWM波数组,用于控制电池按照NEDC工况放电。系统硬件中,DC/DC(direct current to direct current converter,直流到直流变换器)为一种新型的对称结构的电压转换器,可实现双向升降压,方便工况的模拟;PWM波产生器产生NEDC工况控制信号,控制PWM执行器执行操作。并验证系统关键部件的可靠性和精度。最后,对国内主流18650电池进行NEDC实验并获得其放电温度曲线。

动力锂电池在NEDC工况下的热特性研究

本文以某18650锂电池为研究对象,探索动力锂电池在NEDC工况下的热特性。根据锂电池OCV曲线和内阻的焦耳特性,建立基于NEDC工况的动力电池发热特性数学模型,并根据牛顿冷却公式和斯蒂芬-玻尔兹曼定律建立电池NEDC工况过程中的散热数学模型,后使用Matlab进行电池热特性仿真。探究基于NEDC工况的动力电池热特性实验方法,并搭建实验电路硬件平台,基于PWM波占空比变化控制电池,使其按照NEDC工况输出功率。使用示波器采集实验数据,并连接PC,将实验数据导入硬盘处理。实验结果表明,本文使用PWM波等效NEDC输出功率的方法可完成锂电池大倍率放电过程中的测量工作;在第2个循环后期,动力电池电量即将耗尽时,内阻急剧上升,考虑到安全问题此时不应继续使用电池。

基于模糊控制的负载隔离式混合电源性能研究

针对传统电池在经济和动力方面存在的不足,本文结合磷酸铁锂电池的高能量密度优势和超级电容削峰填谷的优势及再生制动能量高效回收的特性,提出了一种新的解决方案。实验车辆在实验循环工况NEDC下,根据整车参数和设计指标,对电源系统功率和能量进行了匹配。同时,根据工况的不同,设计功率分配策略,并利用Advisor软件与Matlab/Simulink软件对该电源系统进行联合仿真。仿真结果表明,混合电源系统的锂电池较单一电源系统中锂电池SOC的变化幅度更小,说明超级电容削峰填谷的作用得到了充分发挥;磷酸铁锂电池在工作时放电电流很大,当在电源系统中加入超级电容后,锂电池工作电流显著降低,而且锂电池的电流曲线变化平滑,没有出现骤升骤降的现象,说明该电源系统较传统电源系统具有更好的动力性、更大的功率和更长的使用寿命,从而提高整车性能。该研究为电动汽车电源系统的发展奠定了基础。

汽油掺混二甲醚燃烧数值模拟

为研究二甲醚作为代用燃料掺入汽油时的燃烧特性,利用AVL Fire软件对汽油掺混二甲醚进行了模拟仿真。针对二甲醚的掺入比例分别为5%、10%、15%以及20%进行了模拟,同时模拟了不同温度对燃烧的影响。结果表明:随二甲醚掺入量的增加,混合燃料燃烧速度增快;温度越高,燃烧所达到的压力越高。

液压约束活塞发动机主运动系统间隙误差影响分析

针对液压型约束活塞发动机(hydraulic constrained piston engine,HCPE)主运动系统的运动精度对系统流量特性的影响,本文以液压约束活塞发动机为研究对象,利用ADAMS和AMESim建立主运动系统的运动学模型和液压模型,分析系统间隙误差对系统运动规律、运动副作用力和流量脉动特性的影响。研究结果表明,间隙误差对系统的位移、速度等运动规律影响不大;在气缸与动子活塞-滑块、连杆大头与曲轴曲柄之间存在间隙误差,对其产生的作用力有较大影响,且随着间隙误差的增大而增大,从而影响系统的运动稳定性,降低系统的使用寿命;间隙误差对系统流量脉动影响较大,导致零部件振动增强,影响整机的使用性能。该研究为HCPE的优化设计提供了理论依据。