新能源重车电驱总成技术路线研究

随着排放标准不断提高,传统能源危机持续加剧,新能源重卡或将成为未来货物运输最佳解决方案,作为新能源重卡关键系统,电驱总成的技术路线选择已成为新能源重卡开发重要课题;本文通过研究不同电驱构型结构与性能特点,并进行分类以及对比分析,总结出不同电驱技术路线适用的重卡细分场景,为电驱选型提供参考。

纳米结构及浸润性对液滴润湿行为的影响

液滴在纳米结构表面的润湿模式研究(Dewetting,Cassie,Partial Wenzel及Wenzel)对强化冷凝、表面自清洁、油水分离等具有重要意义,现有文献主要研究了液滴在微柱阵列纳米结构表面的润湿行为.本文采用分子动力学模拟,研究了纳米结构倾角及表面浸润性对氩液滴在铂固体壁面上润湿模式及其相互转换的影响,采用了三种纳米结构,其倾角分别为60°(倒梯形)、90°(长方形)及120°(正梯形);以本征接触角θ_(e)表征表面浸润性.研究表明,当θ_(e)<118°时,液滴在纳米结构表面均呈Wenzel状态,即液体向纳米结构缝隙完全渗透;当118°<θ_(e)<145°时,倒梯形纳米结构有助于液滴保持Cassie状态,即液体不向纳米结构缝隙渗透,正梯形纳米结构容易使液滴形成Partial Wenzel状态,即液体向纳米结构缝隙部分渗透.分析表明,三种纳米结构倾角对液滴润湿模式的影响及转换满足自由能最小原理.本文工作揭示出采用倒置纳米结构,可使液滴更好维持Cassie模式.

纳米尺度下气泡核化生长的分子动力学研究

采用分子动力学方法模拟纳米尺度下液体在固体壁面上发生核化沸腾的过程,主要研究壁面浸润性对气泡初始核化过程和气泡生长速率的影响以及固-液界面效应在液体核化沸腾的能量传递过程中所起到的作用.研究结果发现:壁面浸润性越强,气泡在固壁处越容易核化.该结果与经典核化理论中"疏水壁面易于产生气泡"的现象产生了明显的区别.其根本原因是在纳米尺度下,固-液界面热阻效应不能被忽略.一方面,在相同的壁温下,通过增强固-液相互作用,可以显著降低界面热阻,使得热量传递效率提高,导致靠近壁面处的流体温度升高,气泡核化等待时间缩短,有利于液体沸腾核化.另一方面,气泡的生长速率随着壁面浸润性的增强而明显升高.当气泡体积生长到一定程度时,会在壁面处形成气膜,从而导致壁面传热性能恶化.因此,通过壁面的热流密度呈现出先增大后减小的规律.

尺寸效应对微通道内固液界面温度边界的影响

采用非平衡分子动力学方法模拟不同浸润性微通道内液体的传热过程,分析了尺寸效应对固液界面热阻及温度阶跃的影响.研究结果表明,界面热阻随微通道尺寸的变化可分为两个阶段,即小尺寸微通道的单调递增阶段和大尺寸微通道的恒定值阶段.随着微通道尺寸的增加,近壁区液体原子受对侧固体原子的约束程度降低,微通道中央的液体原子自由移动,固液原子振动态密度近似不变,使得尺寸效应的影响忽略不计.上述两种阶段的微通道尺寸过渡阈值受固液作用强度与壁面温度的共同作用:减弱壁面浸润性,过渡阈值向大尺寸区域迁移;相较于低温壁面,高温壁面处的过渡阈值更大.增加微通道尺寸,固液界面温度阶跃呈单调递减趋势,致使壁面温度边界和宏观尺度下逐渐符合.探讨尺寸效应有助于深刻理解固液界面能量输运及传递机制.

纳米通道内气泡核化的分子动力学模拟

为了探讨壁面浸润性与流体初始密度对气泡核化位置以及纳米气泡在凹槽内生长核化影响规律,采用分子动力学方法研究纳米结构微通道内液体氩的沸腾核化过程。通过改变固液势能的相互作用参数来调整壁面浸润性。结果表明:纳米凹槽壁面浸润性对气泡核化过程具有重要的影响。一方面,当固体表面的浸润性较弱时,凹槽内流体受排斥力的作用,原子排布比较稀疏,原子碰撞频率增大,局部活化能聚集,从而导致气泡在纳米凹槽内形成;另一方面,当壁面浸润性较强时,气泡会在微通道中央形成。此外,区别于均质浸润性纳米凹槽内气泡曲率半径及接触角保持不变的核化动力学行为,其在异质亲疏水匹配的纳米结构微通道内产生了显著的差异。当壁面浸润性维持不变,核化气泡的曲率半径随着流体初始密度增大而增大,与之相反,稳态接触角却随之减小。

纯电动重卡用永磁同步电机性能仿真分析

为进一步提高纯电动重卡用永磁同步电机的输出性能,针对所设计的初步电磁方案,建立Motor-CAD电机电磁仿真模型,通过E-mag模块与Terminal模块进行磁热耦合仿真,并通过Lab模块仿真全工况区域进行磁热耦合仿真,在理论分析的基础上对电机转子磁极结构、定子齿槽结构以及裂比对输出转矩性能的影响进行了仿真研究,计算了不同电流和不同散热条件下电机的损耗,最终得出了电机电磁转矩优化措施以及电机损耗规律。

激光表面重熔、熔覆温度场的研究评述

介绍了激光重熔、熔覆温度场的研究现状,叙述了较为典型的二维、三维稳态和非稳态传热模型,简要分析了各模型中考虑的因素,以及从该模型出发所得到的结果与实际情况的比较.根据已有研究所得到的结论,简要讨论了影响模型建立的几个主要因素:1) 热源特征;2) 表面吸收系数;3) 熔池中流体的流动;4) 相变潜热;5) 激光工艺参数,熔池表面形貌等对模型建立的影响.全文通过对以上问题的讨论,为激光与材料相互作用的强瞬态物理过程研究,零件表面裂纹等缺陷激光修复工艺措施的制定提供了理论指导.(PE8)

基于大数据的新能源重卡动力匹配方法

随着国家“碳达峰、碳中和”战略逐步落地,越来越多的重卡企业推出新能源产品,并逐步渗透至各细分市场。新能源重卡能否逐步替代传统燃油产品,运输效率是关键因素之一,因此新能源重卡动力匹配至关重要。本文通过大数据等工具研究细分市场运营工况,同时结合电驱总成性能特点,探索兼顾用户动力性需求与成本要求的最佳动力匹配方法,为新能源产品动力选型提供参考。