基于扩展卡尔曼滤波的动力电池SOC估计方法

针对卡尔曼滤波方法估计锂离子电池荷电状态(state of charge,SOC)误差较大的问题,基于扩展卡尔曼滤波(extended Kalman filter,EKF)算法,建立锂离子电池二阶电阻电容(resistor capacitance,RC)电路模型,使用泰勒级数对非线性函数进行线性展开,采用MATLAB仿真估算动态应力测试、城市循环、混合脉冲功率、脉冲工况4种不同工况对应的动力电池SOC曲线,并与安时积分法估算的SOC曲线进行对比分析。仿真结果表明:采用EKF算法估算锂离子电池SOC时,动态应力测试出现最大误差为0.015,4种工况均方差均在0.0032以内;误差分布更稳定,曲线更可靠,采用EKF算法估算锂离子电池SOC的有效性与精确性更高。

电动汽车动力电池SOC估计

为准确评估电动汽车锂离子电池荷电状态(state of charge,SOC),构建二阶电阻电容等效电路模型,通过递推最小二乘法识别等效电路模型参数,采用开路电压放电试验获取动态应力测试(dynamic stress test,DST)工况下开路电压与SOC之间的函数关系,在DST工况下对比分析开路电压法、卡尔曼滤波法、扩展卡尔曼滤波法估算的SOC及误差。结果表明:卡尔曼滤波及扩展卡尔曼滤波2种算法与开路电压法SOC估算结果吻合性较好;卡尔曼滤波法最大SOC估计误差为0.017,扩展卡尔曼滤波法最大SOC估计误差为0.013,均满足SOC估计误差不得超过0.050的标准要求,但扩展卡尔曼滤波算法精度更高。

蒸发压力和冷凝温度对船用柴油机余热回收有机朗肯循环系统性能的影响

以柴油机废气余热作为研究对象,利用MATLAB软件建立有机朗肯循环余热回收系统热力学模型,对比6种工质的物性参数,选择苯为工质,仿真研究系统净输出功率、热效率、功耗因子和[火用]效率等热力学性能参数随蒸发压力以及冷凝温度的变化规律。仿真结果表明:蒸发压力增大,净输出功率和[火用]效率先增大后减小,热效率和功耗因子增大;蒸发压力为0.6 MPa时净输出功率最大,为4358 k W;蒸发压力为1.6 MPa时[火用]效率最大,为54.5%;冷凝温度升高,系统净输出功率、热效率和[火用]效率减小,功耗因子增大。

朗肯循环耦合双效溴化锂吸收式制冷系统建模及性能分析

为提高船用柴油机余热回收效率,利用MATLAB对朗肯循环及双效溴化锂吸收式制冷系统进行建模及热力学分析,确定朗肯循环热效率的影响因素及双效溴化锂吸收式制冷阶段中废气温度、高压发生器温度、低压发生器温度对制冷量和性能系数的影响。结果表明:朗肯循环最佳工质为水;升高初温、初压和降低背压可提高朗肯循环热效率;随着废气温度增加,双效溴化锂吸收式制冷系统的制冷量增加,制冷性能因数降低;随着高压发生器温度升高,制冷量降低,制冷性能因数降低;随着低压发生器温度降低,制冷量增加,制冷性能因数降低;应根据不同环境及场合要求,调整双效溴化锂吸收式制冷系统相关参数。

基于液化天然气冷能的红细胞冻干及保存系统分析

液化天然气(LNG)是由天然气在常压下经除水、去酸等工艺后从气态液化至-162℃的液态。将液化天然气提升到26℃,在此期间每千克液化天然气需吸收900多千焦的热焓。假设实现冷热能间完全转换,一吨LNG理论上可释放250 kW,如果这部分冷能被有效回收并利用,将产生巨大的经济效益。该文提出一种基于液化天然气(LNG)冷能的红细胞冷干及空调制冷的技术方案,通过选择合适的冷媒,将LNG在气化过程中释放的大量冷能用于红细胞冷冻干燥。使用Aspen软件,通过合理的参数选择,将整个流程进行模拟,对LNG冷能及火用进行了模拟分析,研究其释放规律与压力及温度的关系,并根据模拟得到的数据进行经济性分析。结果表明,LNG的冷能和冷火用均随着温度的上升而增大。LNG的冷能和冷火用均随着压力的增大而降低。LNG的冷能和冷火用在低温下均有较大的释放率。与传统电制冷相比,本方案每年可节省电耗约93 k W·h,同时进一步提出了冷能的二级利用方案,解决了红细胞存储问题,提升了冷能的利用效率。

固定翼无人机的结构优化设计

固定翼无人机的结构优化设计在实验阶段已获得较为良好的突破,而该领域的数值模拟,流场仿真仍需进一步研究。为了对现阶段运用在农业、林业以及气象等重要领域的小型固定翼无人机进行结构优化,本文根据COMSOL对无人机机翼进行复杂动力学分析。首先利用UG建立3D模型对固定翼无人机整体外形进行优化设计,在保证结构强度的情况下,采用机翼仿生结构、机体钢架支撑中空化、起落架一体化,节约了制作所需的材料,更减轻了无人机的重量,提高了续航时间,减少了能源消耗和温室气体的排放。设计了可拆卸的搭载平台,并通过在搭载平台上,设计一系列符合不同功能的安装机构,实现只需简单拆装便实现无人机功能使用的转换。然后利用COMSOL分析固定机翼在气流中的压力分布和结构变化,来流速度变大,翼型周围的压力随之逐渐增大。找出了压力最大处,后期进行机翼结构的加固强化,为固定翼无人机研究者提供新的优化思路。

沙滩垃圾收集清理机器的建模与分析

随着工业化的快速发展以及沙滩旅游的发展,我国的水面环境和沙滩环境情况不容乐观,在一些沿海地区甚至出现了垃圾浪潮的现象。为了解决沙滩环境污染问题,该文通过SolidWorks软件进行建模与设计,开发一种适用于海滨旅游城市的沙滩垃圾清理机器。着重对垃圾收集过滤装置的外铲以及松土机构的转子进行应力和形变分析,得到应力和形变最大处,并对应力和形变最大处材料和结构进行设计。该沙滩垃圾清理机器,在筛分方式上明显区别于现有的沙滩清理机器,具有更好的垃圾筛分效果。此外,小型且智能化的垃圾清理机器,易于操作,具有更高的垃圾清理效率,可以降低人力成本。同时小型化的垃圾清理机器灵活性更好,适用面更广,可用于各种干燥和潮湿沿海沙滩,以及公园或特色住宅内的小型沙地等,机器使用率更高。该沙滩垃圾清理机器能够实现自动收集垃圾和沙子过滤的功能,实现沙滩垃圾清理高效化、自动化和智能化,具有较好的发展前景和商业价值。