基于阻抗在线测量的锂离子电池过放电诱发内短路识别研究

锂离子电池的过放电行为可诱发内短路进而可能导致热失控。由于单体电池一致性差异和过放电导致的内短路初期电、热特征不明显,使得电压和温度等常规物理参数难以可靠实现故障预警,而阻抗可以反映电池内部信息,对故障状态具有较好的指示能力。该文通过分析锂离子电池过放电诱发内短路引起阻抗变化的机理,基于设计的阻抗在线测量装置,确定用于监测电池内短路故障的特征阻抗频率为70 Hz,获取过放电诱发内短路过程中特征频率下动态阻抗及阻抗变化率,提出一种基于动态阻抗特征的内短路在线识别方法并验证了方法的可靠性。实验结果表明,锂离子电池放电过程中动态阻抗半正弦变化特征可提前约144 s实现过放电预警,动态阻抗针状变化特征可提前约152 s实现内短路故障预警,动态阻抗明显回升特征可作为内短路发生的标志。此外,阻抗变化率特征有助于实现锂离子电池故障识别及预警,该方法在锂离子电池故障在线快速诊断中具有重要的应用潜力。

山西地磁台阵受晋南线高压直流输电接地极干扰的特征分析与处理

2014年9月山西省地震局与中国地震局地球物理研究所在山西北部恒山断裂带区域共同建设了地磁台阵,布设了5台GM4型磁通门磁力仪,安装于代县、山阴、应县、繁峙和怀仁,以获取区域场地磁三分量观测资料,台阵的5个测点位于高压直流输电晋南线接地极附近。通过对比山西地磁台阵5个测点GM4型磁通门磁力仪与其他台站地磁秒数据,量算出高压直流输电线路(晋北—南京)对山西地磁台阵地磁数据干扰幅度,对其进行相关性和误差分析,求得拟合公式。结果表明,山西地磁台阵受晋南线高压直流输电干扰,Z分量变化幅度随台站位置至晋南线垂直距离增加而减小,H、D分量干扰幅度与Z分量干扰幅度线性相关,以Z分量变化量为因变量,使用参考拟合公式求取的H、D分量变化量,可应用于山西地磁台阵受晋南线高压直流输电干扰的日常处理工作。

基于声学均一化模型的锂离子电池力学特性参数估计与荷电状态表征

锂离子电池力学特性参数可作为电池循环充放电导致的内部结构变化、损伤与性能衰退的评估依据,然而现有检测方法难以无损获取实际工况下的电池力学特性参数。超声波形特征能够反演电池内部结构的微小变化,与电池力学特性参数变化密切相关,可准确表征电池力学特性参数。该文提出一种基于锂离子电池声学均一化模型与粒子群优化算法的电池力学特性参数估计方法。基于均匀化理论对电池多层结构进行简化,建立电池声学均一化模型。搭建电池超声检测平台,获取超声实验数据,为力学特性参数估计提供数据支撑。基于粒子群优化算法联合声学均一化模型进行仿真优化,利用仿真波形逼近实验波形,不断迭代优化模型,反推出此时电池整体有效杨氏模量与整体有效密度等力学特性参数。最后,通过高斯过程回归算法建立融合力学特征的锂离子电池荷电状态(state of charge,SOC)估计模型,对比融合不同特征对SOC估计精度的影响。实验结果表明,融合力学特征可以有效提高SOC估计精度。在动态工况下,SOC估计值的均方根误差为1.92%,平均绝对误差在1.68%,验证了利用力学特性参数进行SOC估计的可靠性与准确性。

不同放电倍率下软包锂离子电池非均匀生热表征方法

软包锂离子电池非均匀的温度分布严重影响其循环性能、使用寿命和安全性。针对软包锂离子电池生热的建模表征复杂且精度不高的问题,提出了一种基于生热分布因子的软包锂离子电池非均匀生热表征方法。将电池划分成不同区域,并将生热分布因子引入Bernardi生热公式中获取不同区域的生热率;通过传热和优化数值模拟求解电池的温度分布,同时辨识不同区域的生热分布因子,分析了软包电池生热非均匀分布特性;采用三次样条差值法推导了生热分布因子与放电倍率的对应关系,研究了不同放电倍率下生热分布因子的演化规律。实验结果表明,该方法所建立的热模型在2.75 C和3.75 C下的温度估计值的平均绝对百分比误差最大不超过1.55%,该方法能够准确估计电池非均匀的生热率,并实现电池温度分布特性的有效表征。

基于超声的锂离子电池微过充循环老化特性

由于锂离子电池单体之间的不一致性、充电器故障以及电池管理系统失效等问题,导致电池在使用过程中可能发生微过充电循环,加速电池老化。超声检测技术因其检测速度块、成本低、检测精度高等优点,在电池检测领域已得到广泛应用。该文通过超声飞行时间和幅值的变化,研究锂离子电池在不同微过充电压(4.6、4.65、4.7 V)循环下的老化特性。实验结果表明,电池容量随着过充电深度和循环次数的增加而显著下降。在循环过程中,飞行时间和振幅对过充电引起电池老化的状态表现的十分敏感,并且飞行时间受温度影响较大。随着过充电程度和循环次数的增加,超声信号逐渐衰减、幅值降低、飞行时间增大。不同程度的微过充电引起电池老化的机理也不相同。结果表明,超声信号与不同过充电程度引起的电池老化状态关系紧密,同时也可为电池健康状态估计以及过充电预警提供参考。

锂离子电池超声传播特性温度解耦方法研究

超声检测技术用于评估锂离子电池的荷电状态和健康状态,受到了广泛的关注,但是在大倍率、高温升条件下电池声学响应特征及放电条件与声学信号的关系尚不清楚。基于以上问题,通过搭建磷酸铁锂电池电-声-热综合检测平台,分析电池超声信号温度作用机制,引入与荷电状态相关的温度耦合系数以实现声学传播特性的温度解耦,并分析了不同温度和放电倍率下锂离子电池循环过程中的声学响应特性。实验结果表明,解耦温度的声学时域特征能够准确表征电池内部结构变化,为磷酸铁锂电池的检测和超声技术用于更多场景提供了研究方法。

中医药调控VEGF表达干预糖尿病视网膜病变的研究进展

血管内皮生长因子(VEGF)可刺激血管内皮细胞生长增殖、诱导迁移、增强血管通透性,并诱导新生血管形成,其水平异常与糖尿病视网膜病变(DR)的进展存在相关性。近年来,随着中医药防治DR的发展和进步,其多靶点、多途径调节VEGF表达的优势受到了广泛的关注。本文通过查阅整理相关文献,发现中医药通过抗VEGF表达干预DR主要依靠绿原酸、胡椒碱、牛蒡子苷等中药有效成分,双丹明目胶囊、芪明颗粒、右归丸等中成药,补阳还五汤、杞菊地黄汤、丹黄明目汤等中药方剂,以及针刺联合中药等方式。本研究归纳VEGF与DR的关系,对中医药通过抑制VEGF表达治疗DR的研究进展进行综述,旨在为临床防治DR提供参考。

锂离子电池阻抗在线测量装置设计

锂离子电池的交流阻抗能够反映电池内部信息,是电池状态在线监测的有力工具。阻抗在线测量装置的设计是实现基于阻抗的电池状态在线估计及故障预警技术的关键。本文基于嵌入式微控制器设计了锂离子电池交流阻抗在线测量装置,采用全相位快速傅里叶变换算法将时域数据转换到频域,并对转换结果进行插值运算,实现了0.01 Hz~10 kHz频率范围内交流阻抗的在线测量,有效解决了当前阻抗在线测量装置基于传统快速傅里叶变换算法所产生的频谱泄露、栅栏效应以及相位计算不准确的问题。通过对不同容量、不同正极材料的电池进行静态和动态阻抗测量,验证了装置的可靠性与快速性,并且放电末期动态阻抗急剧变化特征对电池的状态具有一定的指示能力。本文设计可方便集成于电池管理系统中,在锂离子电池状态在线估计及故障预警等方面具有一定的应用价值。

基于电极等效电路模型的锂离子电池无析锂快充策略优化研究

析锂是制约石墨阳极型锂离子电池快充安全与效率的关键问题。为了保障车载电池充电安全、缓解新能源汽车里程焦虑,有必要针对锂离子电池开展无析锂快充研究。鉴于此,该文基于锂离子电池电极等效电路模型,提出一种由阳极电势观测器和充电电流控制器组成的双闭环无析锂快充策略调控方案,实现了锂离子电池的无析锂安全快充。实验结果表明,不同工况下的阳极电势平均观测误差均低于5 mV,最大误差不超过10 mV;在电流调节过程中,阳极电势到达并稳定在设定阈值+1 mV范围内的调节时间为26 s,稳态误差小于0.05 mV,并且无超调和振荡。此外,与1C恒流恒压策略相比,该策略能节省46%的充电时间,充电过程中阳极电势最低为4.8 mV,且将锂离子电池拆解后也未发现析锂,证明该策略能明显缩短充电时间并有效抑制析锂。

动眼神经麻痹中西医研究进展

动眼神经麻痹常会导致上睑下垂、眼球运动功能障碍、复视、眼肌麻痹等疾病。其较常见病因为动脉瘤压迫、高血压、糖尿病、外伤、炎症等及其他不常见疾病。动眼神经麻痹的治疗主要包括,中医治疗(针刺、灸法、推拿、中药方剂和联合治疗)与西医治疗(药物治疗、手术治疗)。现从动眼神经麻痹的中医、西医病因及治疗等方面综述该病的研究进展,以期为中西医治疗动眼神经麻痹的更深层次研究提供参考。

锂离子电池微过充循环老化特性与失效机理研究

锂离子电池在实际工作中会因为电池组的不一致性或充电系统故障而出现微过充现象,长期循环会引发安全隐患。为探究微过充循环对锂离子电池老化特性及其失效机理的影响,将电池分别过充至不同截止电压,应用电化学阻抗谱、弛豫时间分布和容量增量分析等技术对其进行老化分析,并结合拆解后电极的扫描电子显微镜(SEM)、能量色散X射线谱(EDS)和X射线光电子能谱(XPS)表征加以验证。实验结果表明,与正常循环相比,微过充循环会显著加速电池老化,导致电池比容量衰减速度加快;随着循环次数的增加,电池内部的可用锂离子和活性材料不断消耗,电池各类阻抗明显增加,其中4.5 V微过充循环电池的电荷转移电阻较初始状态增加了196.15%;微过充循环还会加剧电池极化现象,降低材料的循环稳定性;微过充循环后,电池的活性材料逐渐从集流体上脱落,正极材料的活性颗粒破裂,负极材料表面固体电解质界面(SEI)膜增厚,F、P元素含量显著增加。

基于社区居民健康程度评估表的汉化及其在老年患者中应用的信效度检验

背景在国家大力推进为高龄、慢性病和失能患者开展居家医疗服务的背景下,采用能有效评估居家环境中患者健康程度及满足医疗护理服务需求的专业评估工具,是精准对接患者居家医疗护理需求的重要保障。目的汉化社区居民健康程度评估表(CHIRS),并评价该量表在社区老年慢性病患者人群中应用的信度和效度。方法在征得原作者授权后,遵循Brislin模型的翻译、回译、文化调适过程,形成中文版CHIRS。于2021年3—6月采用便利抽样法抽选成都市某社区卫生服务中心(站)管理的老年患者为研究对象。采用专家咨询评价中文版CHIRS的内容效度,采用内部一致性系数检验量表的信度,验证其实用性。结果共调查并完成244例患者的入户问卷调查,有效回收率100.0%。专家咨询结果显示,中文版CHIRS内容效率指数平均数为0.98,内容效度指数在0.71~1.00之间;总体Cronbach’sα系数为0.884,4个维度Cronbach’sα系数范围在0.593~0.787之间,预测效度结果显示社区居民健康程度评估表评级结果分别与患者自评健康状况、自评居家医疗护理服务需求程度的Spearman相关系数为-0.611(P<0.001)和0.584(P<0.001)。结论经汉化及本土化修改后,中文版CHIRS具有较好的信效度和参考价值,可用于社区老年慢性病患者健康状况及居家医疗护理服务需求程度的评估。

四川省基层医疗卫生机构状况及居家医疗服务开展现状调查

背景在老龄化程度日益加重、老年人就医需求多样化及目前医疗资源紧张的大背景下,居家医疗服务的需求不断增加。为此,国家大力鼓励发展居家医疗服务,四川省作为老年医疗居家护理服务的试点地区,当前开展主体为基层医疗卫生机构,探讨机构状况及服务开展现状十分必要。目的调查四川省基层医疗卫生机构状况及居家医疗服务开展现状,为进一步促进居家医疗的规范和发展提供参考。方法2021年8—10月,采用便利抽样法选取四川省7个城市、62所基层医疗卫生机构的相关负责人为研究对象,通过自行设计调查问卷,对该机构的一般资料、人力资源、居家医疗开展情况及阻碍因素进行资料收集和调查分析。结果62所基层医疗卫生机构中,全职医务人员10~316名,中位数为40(40)名;医务人员数量占全职员工的平均比重为(84.9±11.3)%;初级及以下职称医生占比的中位数为45.5%(24.2%),初级及以下职称护士占比的中位数为71.9%(34.2%);医护比为0.43~2.63,平均为(1.44±0.50)。机构不同所在地与是否参与等级医院评审、有兼职医护人员比较,差异有统计学意义(P<0.05);机构不同服务区域与机构名称、是否参与等级医院评审、有住院床位、医护占比、医护比、医护职称占比比较,差异有统计学意义(P<0.05)。有51所(82.3%)基层医疗卫生机构已开展居家医疗服务,慢病管理对居家医疗服务的开展有一定影响(P<0.05)。26所(50.9%)基层医疗卫生机构开展居家医疗服务时长<3年,31所(60.8%)机构服务最多的对象为≥60岁的老年慢病患者,35所(68.7%)工作量≤1~2 d/周,服务途径以家庭医生签约为主(98.0%)。开展居家医疗服务阻碍因素排名前三的是人力资源不足、无相应的标准和规范以及相应的配套政策支持不到位。结论基层医疗卫生机构的状况在不同地区和不同服务区域有所差别。居家医疗服务在四川省开展较广泛,但在服务形式、服务时间、工作量等方面还有待提升,建议各基层医疗卫生机构根据自身情况重视目前面临的问题,完善居家医疗服务相关标准和规范,重视慢病管理和机构人才队伍的建设,进一步推动居家护理的快速发展。

温州地区犬猫肠道寄生虫感染情况调查

为了解温州地区犬猫肠道寄生虫的感染情况,采用直接涂片法、饱和盐水漂浮法、沉淀法对采自不同饲养场所的267份新鲜粪便进行检查。结果显示,有74份阳性样品,共检出7种寄生虫虫卵,以弓首蛔虫虫卵和钩虫虫卵为主。流浪犬猫、未驱虫犬猫的感染率明显高于宠物犬猫和驱虫犬猫,有弓首蛔虫、钩虫、复孔绦虫、曼氏迭宫绦虫、贾第虫5种人畜共患寄生虫被检出。流浪犬猫感染的寄生虫种类多,感染率高,且携带多种人兽共患寄生虫。研究表明,温州地区犬猫肠道寄生虫感染比较普遍且种类复杂,这为进一步了解温州地区犬猫寄生虫感染状况和人畜共患寄生虫病防控提供基础材料。

肩锁关节脱位患者行锁骨钩钢板内固定术治疗后并发肩峰下撞击综合征的危险因素

目的:分析肩锁关节脱位患者行锁骨钩钢板内固定术后肩峰下撞击综合征(SIS)发生的危险因素。方法:选取2021年8月—2023年8月莆田九十五医院收治的80例肩锁关节脱位患者作为研究对象,均行锁骨钩钢板内固定术,统计术后SIS发生情况,单因素与logistic回归分析锁骨钩钢板内固定术后SIS发生影响因素。结果:80例行锁骨钩钢板内固定术的肩锁关节脱位患者,术后13例(16.25%)发生SIS。单因素分析显示:肩峰分型、肩峰指数、喙锁间隙、肩峰-肱骨头间距与患者术后SIS的发生有关(P<0.05)。logistic回归分析结果显示:斜坡型肩峰、肩峰指数大、喙锁间隙小、肩峰-肱骨头间距小为肩锁关节脱位患者锁骨钩钢板内固定术后SIS发生的独立危险因素(P<0.05)。结论:斜坡型肩峰、肩峰指数大、喙锁间隙小、肩峰-肱骨头间距小为肩锁关节脱位患者锁骨钩钢板内固定术后SIS发生的独立危险因素。

钢板电磁超声表面波的仿真分析及缺陷定量检测

电磁超声换能器(EMAT)的换能机制与被测试材料的电磁特性密切相关,EMAT对不同电磁特性材料的响应不同。铁磁材料具有磁致伸缩效应,磁致伸缩的非线性导致其电磁超声换能机制变得复杂。该文依据铁磁材料的本构方程,考虑洛伦兹力、磁致伸缩效应和磁化力的共同作用,建立含有矩形槽裂纹钢板的电磁超声换能器有限元模型,仿真分析表面波对钢板中缺陷的响应特性,得出缺陷深度与反射系数、透射系数的关系,为钢板裂纹缺陷定量检测奠定基础。最后,对标准试件的不同深度裂纹进行实验研究,验证了仿真分析的正确性和有效性。

基于超声时域特征及随机森林的磷酸铁锂电池荷电状态估计

荷电状态(SOC)是电池管理系统中的重要监测指标。磷酸铁锂电池因开路电压与SOC曲线过于平坦而导致电信号对SOC变化不敏感,从而难以实现精确估计。超声信号可以检测电极材料物理性质变化,继而建立构效关系来表征电池状态。该文融合高相关性超声特征和低复杂性回归模型提出了一种磷酸铁锂电池平台期SOC估计方法。首先,分析超声波发射频率、电流倍率和温度等不同条件下常规超声特征与SOC的一致性和相关性变化;然后,基于超声结构特征进一步扩展多维高相关性超声时域特征;最后,对比多种数据驱动和模型驱动方法后提出一种基于随机森林的SOC精确估计方法。实验结果显示,不同动态工况下SOC估计的方均根误差和平均绝对误差分别低于1.9%和1.6%,验证了此方法进行SOC估计的可靠性与准确性。

基于FPGA的超声信号自适应滤波与特征提取

针对电磁超声特征信号的非线性、非平稳特性,存在传统降噪丢失成分、特征难以提取的问题,该文提出一种用于电磁超声信号的自适应滤波和经验模态分解(EMD)方法相融合的数据处理算法。首先,对超声信号进行稳定性评估,在此基础上采用自适应滤波对电磁超声信号进行降噪处理,融入EMD的自适应滤波对特有频率噪声更敏感,利用EMD分解出不同时间尺度下波动时频信息及所包含的噪声频率成分,实现表征提取;然后,对EMD降噪后的超声信号进行重构,可消除频率混叠现象,并基于现场可编程门阵列(FPGA)实现了对电磁超声信号的实时降噪和特征提取,为进一步缺陷识别、缺陷评估便携化奠定了基础。最后,分别对带有微裂纹、塑性损伤的铝板进行实验研究,验证了该方法的有效性。该方法具有信噪比高、可实时提取时频信息和有效信息丢失少等特点,能对铝板中缺陷进行有效识别。

基于LabVIEW的电磁超声无损检测系统的设计

针对无损检测技术智能化的需求,提出一种基于Lab VIEW的缺陷在线识别方法。对电磁超声信号进行时域、频域及时频域结构的特征提取,并采用基于类内类间平均距离和序列前向选择相结合的方法进行特征选择;构建基于支持向量机(SVM)的监督学习模型和多种半监督学习模型,并分别进行缺陷识别,结果表明S4VM(S4VM)是一个相对安全的半监督支持向量机;搭建电磁超声无损检测系统,并进行缺陷在线识别实验,实验结果验证了系统的可靠性,并可实现电磁超声缺陷识别的图像化、数字化、智能化和系统化。

电磁超声管道周向兰姆波仿真分析及缺陷检测特性研究

根据管道周向兰姆波(CLamb波)在管道中对称传播的特点,采用有限元软件仿真分析了管道周向兰姆波的传播特性,得到CLamb0、CLamb1模式沿管道周向传播的规律。在研究兰姆波声场特征的基础上,建立含有槽型缺陷的有限元模型,仿真分析了缺陷两侧周向Lamb波的响应特性,并对周向兰姆波遇到缺陷时的模式转换进行了仿真分析,得出缺陷深度和埋深与反射波幅值、透射波幅值的关系,为管道裂纹缺陷的定量检测奠定了基础。最后,对铝材管道中两种不同深度的缺陷进行了实验研究,证明了仿真分析的正确性和有效性。