Compact Thermal Management Device Using Electrocaloric Effect

The electrocaloric effect (ECE) is defined as the fact that the temperature of dielectric material changes, when an electric field is applied to or removed from the material [1]. It might be a possible solution for the increasing energy consumption for thermal management because of its high effectiveness. Previous research on the ECE has investigated several possible methods to build a model based on ECE and feasibilities to increase the efficiency of the model. But there has been no study on all the factors that may affect the performance of the device. Thus, in this paper, we designed a cooling device based on ECE and simulated it by using the control variates method showing that a high efficiency can be reached through stated model.

变电站二次设备预制舱环境精准监测和控制方式研究

随着模块化变电站的广泛运用,变电站设备多以工厂化加工的预制舱形式出现。预制舱形式变电站大幅度提升了电力设施的建设安装速度,但预制舱内环境较传统二次设备室仍有较大差距,现有二次设备预制舱粗放的环境监测和控制技术具有较大的改进空间。通过热学动态仿真,对比现有不同温湿度控制方式的效果,并探讨切实可行的预制舱温湿度、能耗及噪声优化控制方案,以有效优化二次设备预制舱内环境。

矿用电动车辆驱动系统主动冷却控制策略研究

针对矿用电动车辆电机、电控的热管理控制策略进行研究,通过驱动系统的换热关系,建立了冷却回路仿真模型,根据电机台架试验对仿真模型的参数进行匹配,并验证仿真平台的真实性和准确性。优选冷却液温度作为模型预测目标,冷却液流量和散热风量为被控对象,设计了车辆驱动总成的模型预测控制器(MPC),对比分析了温控效率和系统能耗在MPC、PID、开关量策略下的不同表现。结果表明,对比PID和开关量控制方法,MPC方法在高效控温的同时系统能耗量更小。

高性能战斗机燃油热管理系统

针对高性能战斗机的特点,介绍了利用燃油作为主要热沉的燃油热管理系统FTMS(Fuel Thermal Management System).以F-22的热管理系统为原型,在对其技术方案及研究方法进行了相关分析后,通过MATLAB工具建立了系统各部件的动静态仿真模块.并在此基础上,搭建了燃油热管理系统的仿真平台,利用该仿真平台对燃油热管理系统的性能及燃油代偿损失等进行预测和评估.计算结果表明,燃油热管理系统性能要好于传统的空气循环制冷系统,在热管理方面可作为我国新一代高性能飞机设计研究的一个备选方案.

飞机机载综合热管理系统稳态仿真

建立机载综合热管理系统的稳态仿真数学模型,在MATLAB软件平台上搭建仿真模块,针对同一高度不同飞行速度以及同一马赫数不同高度进行系统稳态仿真,得到系统中关键部件的进出口温度和流量,并分析了马赫数以及高度对各状态点温度的影响.分析得出,飞机在同一高度、亚音速区以不同的马赫数飞行时,在燃油子系统中,除个别状态点外,其它各点的温度都随马赫数的增加而增加;在空气循环子系统中,各状态点的温度随马赫数的增加而先减后增.飞机以同一马赫数在不同高度飞行时,在燃油子系统中,除个别状态点外,其它各点的温度都随飞行高度的增加而减小;在空气循环子系统中,各状态点的温度都随飞行高度的增加而减小.

飞机环境控制系统热交换器优化研究

一种以热力学第二定律为基础的熵产分析方法,应用于飞机环境控制系统的部件级优化设计。在给出的设计条件下,通过分析空气在环控系统中的流动过程,得出系统熵产与给定初始条件的函数关系,结合热交换器设计计算过程,得到热交换器热边流动长度、冷边流动长度和高度之间比例关系对整个系统熵产的影响,并应用该分析方法对某型飞机环控系统进行了优化计算验证。分析结果对飞机环境控制系统的优化设计具有一定指导作用。

高性能军用机环境控制系统研究发展趋势的探讨

讨论了未来高性能军用机环境控制系统发展可能采用的技术，例如：闭式空气循环技术；综合数字控制技术；蒸发循环技术；先进驱动的空气循环机和压气机技术；以及从属于综合机载机电系统的综合环境控制系统技术。

下一代战斗机综合环境控制/热管理系统开发现状

主要介绍了下一代战斗机在热能管理方式上的一个突破———综合环境控制 /热管理系统的开发现状 ,下一代战斗机在设计上更注重从全机水平上考虑系统功能和效率。在这一背景下 ,环境控制系统的多种制冷方式联合作用 ,形成综合环境控制系统。更进一步 ,环境控制系统与热管理系统组合 ,形成综合环境控制 /热管理系统。系统在全机范围内对热能进行管理和控制。系统考虑整个飞行包线内的设计需求 ,综合利用多种制冷形式和两种热沉———冲压空气和燃油 ,使系统在整个飞行包线内具有良好的性能 。

战斗机综合热能管理系统稳态仿真

建立综合热管理系统稳态仿真数学模型,在SIMULINK软件平台上搭建仿真模块,对系统同一高度不同马赫数及同一马赫数不同高度进行了稳态仿真,得到系统中关键部件的进出口温度和流量,并分析了马赫数以及高度变化对各状态点温度的影响。分析得出马赫数增加各状态点的温度基本是增加的,只有燃油冷却出口温度先减后增;各状态点的温度随高度的增高基本是减小的,只有燃油冷却出口温度是增加的。

小型无人机吊舱环控系统的研制

针对小型无人机电源紧张、尺寸小、载重量低、飞行速度低的特点,机载吊舱平台的环控系统设计需要满足飞行包线范围内的制冷需求。结构紧凑、重量轻、低功耗的环控系统成为了无人机飞行器研究的重要课题。文中提出了一种对冲压空气压头进行补偿的新型空液换热子系统并将其应用于小型无人机的环控系统设计,阐述了该系统的设计思想和关键技术。采用6SigmaET软件进行了空液换热仿真,结果表明系统换热量达到1.6 kW。实验验证结果也说明该空液换热子系统增强了环控系统低空低速区域的制冷能力。综上所述,本系统是适用于小型无人机机载吊舱的一种经济、高效的环控系统。

面向车载深冷高压供氢系统的控制策略研究

提出一种深冷高压储供氢系统的实时控制策略,用于管理控制燃料电池卡车的氢能储供过程。首先,基于流体热力学模型建立深冷高压储氢瓶泄放模型,预测氢的状态参数变化。其次,结合车辆热管理系统,设计一种新型深冷高压氢供给系统,综合利用燃料电池"废热"和深冷高压"冷能"。最后,通过数值建模对换热器运行参数进行定量研究,优化了控制策略。整体动态响应机制既满足了燃料电池正常运行的要求,又提升了整车能量利用率。

多电飞机电动环境控制系统关键技术研究

本文介绍了民用飞机经济性、环保性等技术发展需求,指出了机载机电系统的多电化发展方向,分析了电动环境控制系统的技术优势及国内外发展现状,阐述了座舱增压、空调制冷、蒸发循环制冷、辅助液体冷却等电动环境控制关键技术,为国内宽体客机环境控制系统方案论证、研制提供技术支撑。

Thermal management of space stations

Thermal management aims at making full use of energy resources available in the space station to reduce energy consumption, waste heat rejection and the weight of the station. It is an extension of the thermal control. This discussion introduces the concept and development of thermal management, presents the aspects of thermal management and further extends its application to subsystems of the space station.

基于环控物理仿真平台的余度模型设计

在环控物理仿真平台上,基于MATLAB和Vxworks环境,建立了飞机环控系统余度模型。详细论述了环控系统故障模型、机电管理计算机模型。此外,对模型的有效性、可靠性进行了验证。通过试验验证,表明模型结构正确、能够满足环控系统余度功能要求。

纯电动汽车热管理系统动态仿真及控制策略优化研究

基于dymola仿真软件建立了电动车整车热管理仿真模型,在Simulink上搭建了针对热管理系统的控制算法。使用FMI将Simulink控制模型和Dymola系统模型联立调节,并在NEDC工况下对模型仿真结果进行了分析比较,调整了控制策略中的参数阈值,得到了优化后的控制策略,从而更好地平衡电动车热管理系统耗能和电动车形式里程的关系。在仿真测试中,优化后的控制策略能够使电动汽车驾驶里程增加15%以上。

基于电动汽车热管理系统的设计与控制策略的研究

对于传统的燃油汽车而言、新能源汽车具有更优的清洁环保特性。电动汽车的热管理技术在实际设计中显得尤为重要,合理的热管理技术对于整车的能量利用率、循环寿命、SOC计算、SOH的估算等各项性能都有大大的提高。因此,本文对动力电池PACK热管理系统的水冷方案进行详细的介绍,对水冷系统流场及温度场CFD仿真进行合理评估以及对应控制策略的合理制定进行研究得出最优设计方案。

某飞机综合热能管理系统初步研究

在对国外飞机环境控制与热能综合管理技术进行分析的基础上,以某飞机为背景,开展环境控制系统与热能综合管理系统的初步研究。提出某飞机环境控制与热能综合管理系统方案,初步完成各子系统能量的合理匹配,以期为民用飞机综合热能管理技术的预研发展提供依据。

氢燃料电池热管理系统仿真分析

文章以120 kW氢燃料电池系统为研究对象,结合热管理要求,对制定的控制策略进行仿真分析。采用AMESim软件搭建氢燃料电池热管理系统仿真模型,以电堆和中冷器的产热为输入条件,电堆的入口温度和进出口温差为评价指标。首先对额定工况点进行仿真计算,得到在额定工况下的电堆入口温度为72.8℃,出口温度为79.1℃,温差为6.3℃,水泵、散热器等部件能够满足散热需求。然后进行全功率仿真分析,得到水泵、风扇、节温器能够很好的响应温度的变化,并且随着产热的增加,使得电堆的入口温度维持在75℃以内,温差维持在8℃以内,满足电堆的温控要求。

基于ANSYS的机载雷达环控系统仿真研究

根据机载雷达环控系统设计要求,以机载雷达为研究对象,对比不同环控系统的方案,风冷冷却方式对飞机改装工作量少,更具可行性,介绍了环控系统的设备构成及原理,论述了各仿真参数的选择,对机载雷达天线罩内的温度场和流场进行了仿真分析,验证了环控系统的设计方案合理性。选取天线的不同当量导热系数进行仿真计算,得出了天线表面温度随当量导热系数的变化规律,并通过飞行试验实测天线温度值,实测值与仿真计算结果误差为1.3℃,验证了仿真计算结果的可靠性和仿真方法的可行性,为机载雷达环控系统的优化设计提供了一种可靠方法。

基于Simscape物理仿真的发动机热管理系统及控制特性研究

文章基于Simscape一维物理仿真软件,使用热流体模型和热力模型分别模拟冷却液的流动和热量的传递,开发一套包括散热器、离心水泵、蓄液罐和发动机管段传热模块的发动机热管理系统仿真模型。通过修改模块代码,将单根传热管道模块改编成多管段的管带式散热器模块和发动机管段传热模块。与实验数据对比验证,模型的散热器传热系数和发动机出口水温的最大误差均不超过10%。在此模型基础上,建立水泵挡位控制和散热器风扇启停调节系统,使发动机出口温度在发动机发热量阶跃变化的情况下,上下波动不超过2 K。该研究为热管理系统一维物理仿真和控制策略研究提供了新方法。