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。

基于均一化模型的MFC悬臂梁静态变形分析

采用基于平面应力假设和二维周期性位移场假设的均一化模型分析了P1型粗压电纤维复合材料(MFC)致动器的宏观性质,研究了该模型对于MFC悬臂梁静态变形分析的适用性。ANSYS仿真结果表明,该模型适用于分析MFC悬臂梁静态变形,采用该均一化模型与不采用均一化模型相比,悬臂梁挠度的相对误差不超过5.77%,且该均一化模型中压电应力矩阵的e32分量对梁挠度的影响(e32效应)为次要因素。在采用该均一化模型的基础上进一步忽略其e32效应与原均一化模型相比,粱挠度的相对误差不超过1.36%。

基于CFD技术的调速型液力偶合器两相流分析方法研究

调速型液力偶合器广泛应用于重型刮板输送机的软启动,当处于部分充液状态时,工作腔内流体为复杂的气-液两相环流运动。为了对调速型液力偶合器内流场两相流分布特性进行分析,应用计算流体动力学软件CFX,对单流道流场采用混合出、入口及边界循环条件,分别基于CFX软件中的均一化和非均一化两相流动假设对20%,50%,80%充液率时的工况进行了内流场数值模拟,获得了2种两相流动假设下不同充液率及不同速比下的转矩传递特性曲线,并重点分析了采用非均一化两相流模型时的体积率的分布特性。CFD分析结果很好地实现了对工作腔内气-液两相环流在不同工况下的分布特性与转矩传递特性的预测,为调速型液力偶合器的选型与设计提供了可靠的数值计算方法与理论依据。