基于VRB/OW-GFRP混合结构的CTB电池包上盖总成轻量化设计研究

电池车身一体化(CTB)是提升电动汽车续航里程的关键技术。利用胶接工艺将变厚度(VRB)结构与正交编织玻璃纤维增强复合材料(OW-GFRP)粘接形成的VRB/OW-GFRP混合结构,是降低CTB电池包质量的创新结构,有助于进一步提升电动汽车的续航里程。以某款电动汽车为研究对象,设计了一种CTB电池车身一体化结构,实现了电池包上盖与车身地板的集成融合。分别采用VRB结构、UT/OW-GFRP及VRB/OW-GFRP混合结构替代等厚度(UT)CTB电池包上盖总成,并基于多阶段优化方法开展了3种类型CTB电池包上盖总成的轻量化设计。结果表明,在满足CTB电池包刚度性能前提下,VRB结构相比UT结构实现减质量6.4%;基于VRB/OW-GFRP混合结构的CTB电池包上盖总成轻量化效果约为金属结构的3倍,VRB/OW-GFRP相比UT/OW-GFRP混合电池包上盖总成进一步减质量4.2%。由此可见,VRB/OW-GFRP混合结构是未来汽车轻量化技术发展的重要趋势,在CTB电池包上盖总成中具有巨大的应用前景。

STATCOM/VRB改善笼型风电机组性能的控制策略

为了提供笼型机组发电时所需无功功率并平滑笼型机组有功功率的波动,将无功功率补偿装置STATCOM与VRB储能系统合二为一构成STATCOM/VRB装置,用以改善笼型风电机组性能。首先构建了STATCOM/VRB数学模型;然后研究系统各部分的控制策略,通过在STATCOM/VRB装置的DC/DC变换器处加装模糊控制器,并提出一种基于模糊自适应的STATCOM/VRB控制策略;最后在MATLAB/Simulink环境下进行仿真研究,结果表明在风速骤升和骤降两种情况下该控制策略依然可以有效平抑风电功率波动并维持储能系统工作在合理状态,有效提升电网安全运行水平。

面向刚度设计的GFRP和VRB/GFRP混合层合板应变能密度分布研究

针对VRB/GFRP混合结构刚度优化设计复杂而耗时这一问题,利用有限元法分析了GFRP铺层角度和铺层数量、VRB厚度分布形式对两种层合板刚度特性及各组分应变能密度分布的影响规律。研究结果表明,应变能密度越小能表征更好的刚度性能;抗弯与抗凹工况下,采用#(0/90)铺层角度、增加GFRP铺层数量以及VRB采用0.9-1.8-0.9 mm的厚度分布形式时,VRB/GFRP层合板各组分的应变能密度分布更加均匀,从而获得更好的刚度性能。

VRB技术在轻量化车身上的应用

轻量化是当今汽车工业面临的一大课题,如何在实现轻量化的同时又能保证碰撞性能是各大主机厂共同面临的问题和挑战。为了实现车身轻量化的同时又能保证碰撞性能这一目标,文章基于某款中高端新能源车型,通过在B柱应用变厚度轧制板(VRB)技术代替原始的B柱加强板拼焊方案,同时结合碰撞仿真分析技术,最终实现该款中高端新能源车型在满足碰撞性能的同时,降重10%的轻量化效果,方案应用对于行业有一定借鉴和参考作用。

独立风力发电系统中VRB的控制设计

随着风力发电规模的不断增大,为提高独立风电系统运行的稳定性,本文在该系统中增加了新型环保钒氧化还原液流电池(VRB)储能系统,以有效减少功率波动给系统带来的不利影响。根据VRB等效数学模型,分析了VRB荷电状态(SOC)与端电压之间的变化特点,设计了VRB SOC的控制方法,并对具有VRB储能系统的独立风电系统进行建模和仿真。仿真结果表明,在含有VRB储能系统的独立风电系统中,通过控制VRB SOC可以使系统在风速及负荷瞬变的情况下保证对负荷的稳定供应。

流道结构与电解液流动状态对VRB性能的影响

设计了两种不同的流道结构，考察了在平流和穿流情况下，电解液流动状态对全钒液流电池（VRB）性能的影响。改变电解液的循环流量，考察了活性物质的供应量和流动状态对充放电电压的影响。穿流结构的流道可增加电极的有效面积，改善电解液流动的均匀性，提高能量效率1．5％-5．0％。电解液流动状态对能量效率的影响约在1．5％以内，弱于流动方式和流道结构的影响。

VRB电解液的高锰酸钾电位滴定分析

分析钒离子的状态及浓度,可检测全钒氧化还原液流电池(VRB)的荷电状态、容量和充放电效率。采用KMnO4-(NH4)2Fe(SO4)2体系为滴定剂的电位滴定法来分析钒电解液,可测定电解液中V(Ⅱ)、V(Ⅲ)、V(Ⅳ)和V(Ⅴ)的单一价态、混合价态离子浓度及电解液的总钒浓度。结果表明:测得的各价态钒及总钒的相对标准偏差(N=5)不超过3.67%。

VRB用季铵化聚醚砜阴离子交换膜

对聚醚砜(PES)进行氯甲基化、季铵化改性,制备了季铵化PES(QAPES)阴离子交换膜,考察了不同离子交换容量(IEC)膜的含水率、面电阻(R)、化学稳定性及单体全钒氧化还原液流电池(VRB)的性能。IEC为1.47 mmol/g的QAPES膜的R为0.66Ω.cm2,在1.5 mol/L VO2+溶液中浸泡30 d,质量损失为4.5%,单体VRB的能量效率可达84.4%。

基于变厚板(VRB)的汽车前纵梁内板开发

使用变厚板零件是实现汽车轻量化的有效方法之一。针对变厚板的板厚及材料力学性能非均一性,文章采用数字散斑单向拉伸试验对变厚板等厚区和厚度过渡区的力学性能进行研究,探讨退火工艺对变厚板不同厚度区域材料性能的影响,提出结合数字散斑单向拉伸试验和厚度分区离散的变厚板过渡区力学性能表征;仿真分析某汽车前纵梁内板变厚板冲压成形性,并与试制样件进行对比,结果表明,采用该文提出的变厚板过渡区表征方法正确可靠,且变厚板制作的汽车前纵梁内板件成形性良好。

变厚板(VRB)冲压成形数值模拟

针对变厚板(VRB)的板厚与材料力学性能非均一性,提出了分区离散法对变厚板的冲压成形过程进行数值模拟的方法,分析材料性能、板料厚度的离散精度对冲压成形仿真模拟的精度影响,提出了离散精度设置方法,并采用变厚板圆筒拉深试验件进行对比,研究结果表明,采用该文提出的变厚板分区离散法对变厚板冲压成形过程的模拟很有效。

VRB储能系统多目标优化功率分配策略

为了提高储能系统功率分配的合理性,提高风力、光伏电站及微网运行的经济性和稳定性,针对大容量全钒液流电池储能系统提出了一种多目标优化功率分配策略。该策略将储能系统的运行损耗、储能单元的充放电容量折损及储能单元间的荷电状态均衡度作为多目标优化模型,构建系统目标函数,利用模拟退火粒子群算法实现储能系统的经济性和可调度性运行。所提策略以MATLAB/Simulink为仿真平台,搭建了多组并联结构的全钒液流电池模型,并进行功率分配仿真验证,研究结果表明:所提策略可有效降低系统的运行损耗和储能单元的容量折损率,且储能系统可达到一致性均衡。研究结果可为储能系统功率分配提供参考。

VRB-Boost变换器系统非线性行为对储能系统的影响特性

在钒液流电池Boost变换器系统中,系统参数尤其是钒液流电池(vanadium redox flow batteries,VRB)荷电状态(state of charge,SOC)和负载对系统非线性行为影响较大,是系统安全稳定运行面临的主要问题之一。为此,基于VRB的电气特性建立其数学模型,采用频闪映射方法建立了电流型Boost变换器离散迭代映射模型,结合以上模型建立了VRB-Boost变换器系统统一模型。在系统统一模型基础上分析了SOC和负载R影响系统非线性行为的原因,编程仿真得到系统输出随钒电池SOC和负载R变化的分岔图,通过系统输出分岔图之间的对比,得出钒电池SOC和负载R对系统非线性行为的影响规律,试验结果验证了理论分析的正确性。

VRB储能系统对风电场LVRT特性影响分析

为满足电网规定的并网风电场必须具有低电压穿越能力(LVRT)要求,提出一种在风电场并网点加入直接功率控制的钒液流电池(VRB)储能系统的拓扑结构来提高风电场LVRT。根据目前风电机组发展趋势风电场采用基于全功率双脉宽调制AC/DC/AC控制策略的逆变器的永磁直驱风电机组(PMSG),VRB储能系统逆变器采用DC/AC双向功率流动的控制策略。所提出的控制策略通过协调控制风电机组机侧整流器、网侧逆变器和VRB变换器,实现平抑风电场出力和电压跌落时PCC点电压稳定控制及向电网提供一定的无功补偿。仿真结果表明,风速波动和系统电压跌落时,提出的方案可以有效平抑风电场出力波动,提高风电场LVRT能力,减小对系统安全稳定运行的负面影响。

全氟磺酸树脂和三乙烯基二胺盐的两性离子共混膜的制备及性能研究

离子交换膜作为全钒液流电池(VRB)的核心组成,起到传输离子和阻隔钒离子渗透的作用。将全氟磺酸树脂(PFSA)和三乙烯基二胺(DABCO)盐离子化合物共混,对全氟磺酸树脂进行改性制备了两性离子共混膜。以DABCO-PFSA共混膜为研究基础,采用阴阳离子非共价相互作用的超分子交联方法制备的共混膜可以有效提高膜的综合性能。通过优化共混膜的二组分结构差异合成了聚阳离子PDABCO,并与PFSA共混,聚合物链间超分子交联赋予膜良好的机械性能和稳定性,降低了钒离子渗透,其中PDABCO-PFSA-7.5%膜的钒离子渗透率达到0.25×10^(-6)cm^(2)/min。在VRB测试中,当电流密度为160 mA/cm^(2)时,PDABCO-PFSA-7.5%膜的库伦效率(CE)达到88.43%。

一种缓解多线程访存干扰的VRB内存机制

目前处理器通过持续增加核数和同时执行的线程数来提高系统性能.但是,增加共享内存的处理器核数和线程数会使得存储器中的行缓存(row-buffer,RB)命中率下降,造成存储器访问功耗增加和访存延迟增加.设计并开发了一种细粒度的victim row-buffer(VRB)内存机制系统来解决此问题.VRB机制提供附加的行缓存(VRB),暂时缓存由于行缓存(RB)冲突而从行缓存(RB)逐出的数据,以备后续可能的访问.这种机制缓解了多线程冲突,增加了DRAM中行缓存数据的重用率,避免了不必要的内存数据阵列的访问、行激活和预充电、数据传输等电路动作,可以通过少量的硬件代价提高内存系统的性能,并节约系统的功耗消耗.通过时序精确的全系统模拟器实验,对比8核的Intel Xeon处理器,所提出的VRB机制可以达到最高17.6%(平均8.7%)的系统级吞吐率改善、最高142.9%(平均51.4%)的行缓存命中率改善以及最高17.6%(平均9.2%)的系统功耗改善.

自动观测系统中VRB风向不定问题的探讨

风向不定是民航地面气象观测的一个重要组成部分。自动观测取代人工观测后可以更精确的测量记录风向数据,从而提高了对风向不定判定的准确度。探寻一个更科学、更完善的计算方法成为现阶段的要点。经过大量的实践和研究,总结出了几种算法,以供参考。

基于可变分频点的SMES-VRB混合储能系统在风电并网中的应用

为了平抑风电并网引起的功率波动,以超导磁储能(SMES)和全钒液流电池(VRB)组成的混合储能系统(HESS)为研究对象,针对变流器控制设计了基于径向基函数(RBF)神经网络的比例积分控制器,可根据HESS的动态辨识结果实时改变控制参数,有利于HESS功率指令跟踪和直流侧电压稳定。针对风电的功率分配,采用小波包分解,首先秉持“能者多劳”的原则,设置根据储能荷电状态变化的分频点,灵活分配高、低频功率,从而最大限度地利用储能空间;然后基于VRB能量密度大和使用寿命长的特点,在SMES充放电不足时给予援助性功率支撑,协助SMES迅速恢复最佳状态,有利于更加充分地平滑风电功率波动。在MATLAB/Simulink平台上建模仿真,结果验证了所提方法的优越性。

LTE系统DVRB和DPRB映射的研究与实现

通过对分布式虚拟资源块(Distributed Virtual Resource Block,DVRB)与物理资源块(Distributed Physical Resource Block,PRB)的研究,结合LTE系统特性,提出了一种适用于LTE系统的分布式虚拟资源块映射到物理资源块的DSP实现方案。该算法可直接计算出已排好序的物理资源块索引,最后将多个虚拟资源块映射模块的结果进行级联得到所需的物理资源块的索引,算法简单,计算量小,且便于在TMS320C64x DSP中实现。将该方案应用于TD-LTE射频一致性测试系统的开发中,实际运行验证了该方案的可行性、高效性。

电流密度和温度对VRB性能的影响

利用千瓦级全钒液流电池（VRB）模块，考察了电流密度和温度等因素对VRB输出性能的影响。在1．000～1．550V的单体电池工作电压区间内，充电电流密度对容量的影响比放电电流密度大。随着温度从25℃降低至-5℃，VRB的极化从20mV／20mA·cm^2增加到40mV／20mA·cm^2；以80mA／cm^62和40mA／cm^2循环时，能量效率降低率分别约为0．32％／℃和0．06％／℃。

SMES-VRB复合储能平抑再生能源功率波动协调控制

为解决可再生能源的间歇性和波动性,保证微电网各发电单元之间功率平衡,加入复合储能(HESS)是行之有效的方法。提出将功率型超导储能(SMES)和能量型钒流电池(VRB)储能组成复合储能平抑含风力发电的微电网功率波动。针对现有两级滤波法的缺点,加入荷电状态(SOC)反馈,提出基于优化控制层和协调控制层的分层控制。仿真比较了两级滤波法和分层控制法平抑风电功率波动的效果及各储能SOC的动态变化,结果验证了SMES和VRB复合储能分层控制策略的有效性。