基于DMPC的无信控交叉口智能网联车辆多车协同轨迹规划 被引量：2

1

作者 金立生 魏青嵩 +3 位作者 谢宪毅 石业玮 雒国凤 李克强 《汽车安全与节能学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期235-241,共7页

为了解决智能网联自动驾驶环境下无信控十字交叉口多车协同通行的冲突问题,该文提出了一种基于分布式模型预测控制(DMPC)的多车协同轨迹规划方法。采用分布式模型预测框架实现多车协同轨迹规划的分布式独立计算,利用滚动时域预测周车轨... 为了解决智能网联自动驾驶环境下无信控十字交叉口多车协同通行的冲突问题,该文提出了一种基于分布式模型预测控制(DMPC)的多车协同轨迹规划方法。采用分布式模型预测框架实现多车协同轨迹规划的分布式独立计算,利用滚动时域预测周车轨迹实现车-车未来状态交互,基于智能网联环境车-车交互通信功能实现规划结果共享;引入道路边界约束、加速度约束与碰撞约束等车辆安全约束条件,通过二次规划求解可以安全通行十字路口的多车轨迹;基于MATLAB驾驶场景生成模块建立无信控十字交叉口环境,并在2种场景下验证了该方法的有效性。结果表明:在直行工况和左转工况下多车间最小距离分别为2.58 m和2.99 m,均满足避撞的安全距离约束,实现了多车之间的协同避撞并且能够保证通行效率。 展开更多

关键词 车辆工程 无信控十字交叉口 多车协同 分布式模型预测控制(DMPC) 轨迹规划

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双端通信时延下网联车辆纵向队列的分布式控制器设计与分析

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作者 王靖瑶 黄江山 +1 位作者 郭景华 李克强 《汽车安全与节能学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期402-412,共11页

网联车辆队列系统的双端通信时延会极大影响队列的控制性能,而且在极端情况下,甚至可能引发队列失稳、发生碰撞的现象。该文在充分考虑车云双端通信时延的基础上,提出了一种基于云的分布式控制算法。通过一定假设,对云控场景下的车辆队... 网联车辆队列系统的双端通信时延会极大影响队列的控制性能,而且在极端情况下,甚至可能引发队列失稳、发生碰撞的现象。该文在充分考虑车云双端通信时延的基础上,提出了一种基于云的分布式控制算法。通过一定假设,对云控场景下的车辆队列使用采样控制系统的方法进行建模,将双端通信时延进行统一;使用Riccati不等式设计了状态反馈分布式控制器,使用Lyapunov-Razumikin定理分析了控制算法的渐近稳定性,进而得到时变时延上界与通信拓扑、耦合增益之间的关系。结果表明:存在一个合适的耦合增益使得所能容忍的时延上界最大,且通信拓扑Laplacian矩阵最大与最小特征值的比值与时延上界大小呈负相关的趋势。 展开更多

关键词 云控制系统 网联车辆队列 时变时延 双端通信时延

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新型功能梯度变截面双六边形吸能盒耐撞性多目标优化设计

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作者 熊锋 曾书朋 +3 位作者 王占飞 张帅 王登峰 徐红玉 《振动与冲击》 北大核心 2025年第11期50-60,69,共12页

为协同提升车身耐撞安全性与轻量化水平,设计并提出一种新型功能梯度变截面双六边形吸能盒,提取其下端形状规则子结构——功能梯度变截面双六边形管(functionally-graded variable section double-hexagonal tube,FS-DHT)为对象并进行... 为协同提升车身耐撞安全性与轻量化水平,设计并提出一种新型功能梯度变截面双六边形吸能盒,提取其下端形状规则子结构——功能梯度变截面双六边形管(functionally-graded variable section double-hexagonal tube,FS-DHT)为对象并进行了参数化几何建模;建立了FS-DHT轴向压溃有限元模型并进行了试验验证;比较研究了FS-DHT与传统双六边形直管(straight DHT,S-DHT)、双六边形锥管(conical DHT,C-DHT)轴向压溃耐撞吸能特性优劣;探究了FS-DHT管壁厚、内/外六边形管上、下端面外接圆半径差及梯度指数对其轴向压溃耐撞吸能特性作用规律;结合最优拉丁超立方采样、响应面代理模型和第二代非支配排序遗传算法对FS-DHT进行了耐撞性多目标优化设计及验证,并进一步建立了“保险杠-吸能盒”总成轴向压溃有限元模型并验证了FS-DHT优化前后对集成其结构的功能梯度变截面双六边形吸能盒耐撞性提升效果。结果表明,FS-DHT优化后其比吸能提升了21.61%且初始峰值压溃力降低了13.40%,同时促成功能梯度变截面双六边形吸能盒吸能量提升了17.14%且保险杠处对应初始峰值压溃力降低了6.46%,取得了良好的耐撞性多目标协同优化效果,为协同提升车身耐撞性与轻量化水平提供了一种行之有效的新结构与新思路。 展开更多

关键词 功能梯度 变截面 双六边形吸能盒 耐撞性 多目标优化

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数据驱动的动力电池包侧面柱碰撞安全性预测方法 被引量：4

4

作者 马骋浩 庄梓傲 +3 位作者 SHIN Jonghyeon 邢伯斌 夏勇 周青 《爆炸与冲击》 北大核心 2025年第2期137-147,共11页

电动汽车电池包在侧面柱碰撞下极易失效并可能发生着火。为准确、快速地评估电池包在侧面柱碰撞下安全性,采用区域细化的电池包模型,在不同的碰撞速度、碰撞角度、碰撞位置和车辆装载状态下开展了仿真分析,采用优化拉丁超立方采样策略... 电动汽车电池包在侧面柱碰撞下极易失效并可能发生着火。为准确、快速地评估电池包在侧面柱碰撞下安全性,采用区域细化的电池包模型,在不同的碰撞速度、碰撞角度、碰撞位置和车辆装载状态下开展了仿真分析,采用优化拉丁超立方采样策略设计了仿真矩阵,并通过图像识别的方法批量提取电池包碰撞响应生成数据集。对研究参数进行组合生成了新特征,并对参数进行相关性分析,确定了模型训练的输入特征。采用支持向量机、随机森林方法和反向传播神经网络(back propagation neural network, BPNN)机器学习方法建立了数据驱动的预测模型。结果表明,支持向量机模型性能最优,模型预测参数的平均决定系数R2为0.96。在训练数据集中引入标准差不同的高斯噪声,对模型的鲁棒性进行了检验,BPNN机器学习方法的鲁棒性较优。采用建立的数据驱动模型能够预测电池包侧面柱碰撞下的变形情况,评估电池包的碰撞安全性。 展开更多

关键词 电池包 碰撞安全性 侧面柱碰撞 机器学习 有限元仿真

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工作温度对PEMFC水分布、质子传输及性能影响分析 被引量：2

5

作者 韩启沃 刘永峰 +2 位作者 裴普成 张璐 姚圣卓 《化工学报》 北大核心 2025年第1期374-384,共11页

工作温度直接影响质子交换膜燃料电池(PEMFC)的膜态水含量和功率密度,决定了膜的质子传输效率。为研究工作温度对PEMFC质子传输效率及性能的影响,提出了膜质子传输(membrane proton transport,MPT)模型。该模型考虑了工作温度变化对膜... 工作温度直接影响质子交换膜燃料电池(PEMFC)的膜态水含量和功率密度,决定了膜的质子传输效率。为研究工作温度对PEMFC质子传输效率及性能的影响,提出了膜质子传输(membrane proton transport,MPT)模型。该模型考虑了工作温度变化对膜态水含量的影响,推导了输出电压计算公式,并将MPT模型耦合进COMSOL进行了多物理场计算。搭建了燃料电池测试系统,在进气相对湿度100%,工作温度为50、60和70℃下进行了实验和数值仿真,基于MPT模型计算了输出电压,分析了工作温度变化对跨膜水通量、膜态水含量和质子电导率的影响。结果表明:工作温度为70℃时,MPT模型与实验值的最大相对误差为8.41%;在电流密度0~800 mA/cm^(2)范围内,相对误差为0.12%~2.52%。相同进气口压力、进气相对湿度和进气流量下,随着工作温度升高,跨膜水通量增加,膜态水含量降低且分布更均匀,PEM的湿润程度更高,质子电导率升高。在电流密度0~650 mA/cm^(2)范围内70℃的输出电压低于50℃,在电流密度650~1300mA/cm^(2)范围内高于50℃和60℃。随着电流密度升高,跨膜水通量增加,膜态水含量分布更均匀,部分工况下质子电导率升高。当工作温度为70℃时,PEMFC的功率密度最大,为399.73 mW/cm^(2)。 展开更多

关键词 燃料电池 质子交换膜 工作温度 电池性能 数值模拟 再生能源

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侧面柱碰撞工况电池包碰撞安全性快速预测 被引量：1

6

作者 马骋浩 申宗玹 +3 位作者 汪俊 敖文宏 邢伯斌 夏勇 《汽车工程》 北大核心 2025年第1期117-126,共10页

为更全面地开展电动汽车侧面柱碰撞安全性分析,采用区域细化方案建立了电池包有限元模型,并应用于整车和电池包两个层级的碰撞仿真。依据事故统计结果,考察了包含国标工况在内不同碰撞速度、位置和角度组合下的整车侧面柱碰撞响应。考... 为更全面地开展电动汽车侧面柱碰撞安全性分析,采用区域细化方案建立了电池包有限元模型,并应用于整车和电池包两个层级的碰撞仿真。依据事故统计结果,考察了包含国标工况在内不同碰撞速度、位置和角度组合下的整车侧面柱碰撞响应。考虑到整车层级仿真成本较高,采用碰撞速度调节和质量补偿方法建立了电池包层级参数化模型,用于开展大规模侧面柱碰撞仿真。基于能量法提出了一种电池包层级碰撞响应的快速预测模型,可实时判断不同侧面柱碰撞条件下的电池包变形情况和机械失效风险。经验证,该模型的平均预测误差为3.22%。 展开更多

关键词 电池包 碰撞安全性 侧面柱碰撞 有限元仿真 快速预测

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储能锂离子电池系统热失控诱发电弧研究进展

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作者 徐成善 孙烨 +6 位作者 杨智凯 赵明强 李亚伦 冯旭宁 王贺武 卢兰光 欧阳明高 《储能科学与技术》 北大核心 2025年第8期3037-3050,共14页

在全球能源转型加速推进的背景下,大规模储能电站的安全运行面临严峻挑战,其中由热失控诱发的电弧故障因其高温、高能量特性,成为了加剧火灾爆炸风险的核心致灾因素。本文回顾了近年来对储能系统电弧形成机理以及电弧对电池热失控影响... 在全球能源转型加速推进的背景下,大规模储能电站的安全运行面临严峻挑战,其中由热失控诱发的电弧故障因其高温、高能量特性,成为了加剧火灾爆炸风险的核心致灾因素。本文回顾了近年来对储能系统电弧形成机理以及电弧对电池热失控影响的相关研究,全面综述了储能电池系统中电池热失控特性与各类电弧故障之间的联系,系统总结了储能系统中电弧形成的多路径耦合机理:当电气安全间距小于电弧临界击穿距离时,高温或机械破坏引发的绝缘失效可导致气体介质放电;热失控喷发的高温气体、颗粒物、电解液可显著降低绝缘强度,改变局部介质环境;电连接点松动或化学腐蚀引发的结构劣化会导致绝缘破损并演化为持续电弧。但目前电弧诱发机制研究仍存在局限性:发生方式以喷发物为介质触发为主,触发位置发生在电池安全阀和极柱上,对电弧发生机理和以电解液为介质触发等研究不足。在电池电弧仿真领域,基于磁流体动力学的电弧多物理场模型虽能表征电弧稳定燃烧后的温度场、磁场与流场的耦合特征,但仍难以准确模拟热失控过程中电弧动态触发行为,因此,急需发展融合“热-电-力-化学”多场耦合的智能仿真模型,为储能系统电弧灾害防控提供理论支撑与技术思路。本文旨在加深对储能电池系统电弧发生特征理解,并为提高系统电气安全提供思路,促进储能系统的高安全性发展。 展开更多

关键词 储能系统 锂离子电池 热失控 电弧 诱发机制

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直线增程系统匹配建模与负荷特性研究

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作者 张志远 魏铄鉴 +4 位作者 马煜国 冯慧华 贾博儒 帅石金 何洪文 《汽车安全与节能学报》 北大核心 2025年第1期97-106,共10页

直线增程系统是自由活塞发动机与直线电机直接耦合而成的新型高效、高功率密度能量转换系统,为了合理匹配系统电磁负荷,提升系统运行稳定性,该文研究了相应设计参数下系统稳定运行负荷极限,确定了不同电磁负荷下系统运行特性。利用MATLA... 直线增程系统是自由活塞发动机与直线电机直接耦合而成的新型高效、高功率密度能量转换系统,为了合理匹配系统电磁负荷,提升系统运行稳定性,该文研究了相应设计参数下系统稳定运行负荷极限,确定了不同电磁负荷下系统运行特性。利用MATLAB/Simulink建立了系统热动力学耦合仿真模型,确定系统负荷极限范围,得到了负荷极限范围内随着负荷的改变系统运行特性和性能特性的变化规律。结果表明:负荷对于系统运行特性有着决定性作用,当负荷从392增大到538N/(m·s^(-1)),系统运行频率从39.6减小到30.6 Hz,运行压缩比从15.0降低到6.0,指示热效率从41.4%降低到31.1%,系统输出功率从9.2 kW降低到5.3 kW,指示燃油消耗率由197.6 g/kWh增大到263.0 g/kWh。 展开更多

关键词 发动机控制 直线增程系统 混合动力 多燃料发动机 负荷特性

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蜂窝结构仿生策略及承载吸能机制研究进展

9

作者 牛小强 徐峰祥 +4 位作者 谢冲 侯俊剑 王振伟 丁金全 王琎 《力学学报》 北大核心 2025年第9期2021-2056,共36页

生物系统进化出的先进结构材料具备卓越防护功能,可在复杂冲击环境中可靠、高效地保护生物躯体及器官.基于此类机制设计的仿生蜂窝结构,有效突破了传统结构“强度-韧性”权衡困境,显著改善应力集中导致的承载力骤降问题,并提升能量吸收... 生物系统进化出的先进结构材料具备卓越防护功能,可在复杂冲击环境中可靠、高效地保护生物躯体及器官.基于此类机制设计的仿生蜂窝结构,有效突破了传统结构“强度-韧性”权衡困境,显著改善应力集中导致的承载力骤降问题,并提升能量吸收平稳性.文章系统综述二维蜂窝结构仿生策略研究进展,深入解析典型仿生蜂窝结构设计案例的仿生特征与设计理念,阐明其所蕴含的力学强化机制与吸能机理,并同步对比评估了其关键性能参数(压溃力效率CFE、比强度SS及比吸能SEA)的优劣.从仿生理念的角度将当前仿生策略归纳为五大创新方向:仿特征策略、层级仿生策略、梯度仿生策略、仿生单元增强策略及仿功能性策略.最后,深入剖析了仿生蜂窝结构所面临的问题及未来发展方向,涵盖复杂性与可制造性间的突出矛盾、材料与结构的最佳匹配性研究等.可为蜂窝结构的仿生设计提供设计参考,为开发轻量化-高强韧-高能效一体化吸能结构提供系统的理论框架与技术路线. 展开更多

关键词 仿生策略 蜂窝结构 能量吸收 承载机制 吸能机理

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基于云控分层架构的电动重型货车预测性节能巡航控制研究

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作者 万科科 江发潮 +4 位作者 李淑艳 钟薇 王璐瑶 张傲 高博麟 《汽车工程》 北大核心 2025年第8期1522-1533,1587,共13页

随着车路云一体化系统的不断发展,智能网联汽车的云控节能技术已成为当前产业化落地应用的重点方向。然而,现有电动重型货车的节能控制技术中仍存在两方面不足:其一,缺乏面向节能驾驶应用的云控分层架构设计;其二,现有基于坡度信息的节... 随着车路云一体化系统的不断发展,智能网联汽车的云控节能技术已成为当前产业化落地应用的重点方向。然而,现有电动重型货车的节能控制技术中仍存在两方面不足:其一,缺乏面向节能驾驶应用的云控分层架构设计;其二,现有基于坡度信息的节能车速优化研究中,未充分考虑电动重型货车制动能量回收与空挡滑行等动力系统特性,导致节能效果受限。针对上述问题,本研究构建了基于云控分层架构的电动重型货车预测性节能巡航控制系统。首先,基于云控系统原理设计了面向节能驾驶应用的系统架构,并提出一种车云协同的滚动优化控制方法。其次,基于云端坡度信息和电动重型货车的能耗模型,设计了一种融合经济车速、空挡滑行和制动能量回收协同规划的节能巡航算法。该算法通过构建分层异质密度下的状态空间,并采用状态点近似的方法实现动态规划算法的求解。最后,通过典型上下坡工况进行了规划效果的分析与验证,该算法表现出了显著的预见性节能驾驶特性。此外,基于真实道路坡度信息进行了与传统节能巡航算法的对比仿真,结果表明所提出的算法在考虑空挡滑行的情况下提升了4.29%的节能率,证明了空挡滑行在电动重型货车节能控制中的潜力。搭建车云分层平台对系统架构与节能效果进行了综合验证,累计200 km的有效测试数据显示:相比定速巡航,节能效果最大可达8%;相比人工驾驶,节能率为1.62%-3.40%。以上研究表明,云控预测性节能巡航系统具有显著的节能潜力,可综合提高车辆及驾驶员的节能行驶能力,具有重要的产业化应用价值。 展开更多

关键词 预测性节能巡航 云控分层架构 动态规划算法 空挡滑行 动力系统与车速协同规划

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储能电站锂离子电池系统风液双循环优化设计

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作者 刘金祎 王炎 +7 位作者 庞英杰 于瑞广 牟瑞涛 卢兰光 李亚伦 王贺武 张立磊 李明明 《汽车安全与节能学报》 北大核心 2025年第4期568-576,共9页

为提升储能电站锂离子电池系统温度一致性,从温度均匀性控制以及温差动态调控的角度出发,提出了锂离子电池风液双循环热管理系统。在中低温环境下依靠风冷调节电池温度,在高温环境下依靠风液复合冷却调节电池温度。围绕风量、风温、冷... 为提升储能电站锂离子电池系统温度一致性,从温度均匀性控制以及温差动态调控的角度出发,提出了锂离子电池风液双循环热管理系统。在中低温环境下依靠风冷调节电池温度,在高温环境下依靠风液复合冷却调节电池温度。围绕风量、风温、冷却液温度、流量等4个因素,开展仿真实验;通过一维、三维联合仿真,优化换热结构,分析温升、温均性能参数影响显著性。结果表明:在2倍额定大功率放电工况下,与传统底面冷板结构相比,本文的风液双循环系统的放电末期温差降低了18%。与100 s送风周期相比,300 s送风周期可使系统温差减少31%,即1.18℃。参数敏感因素从大到小排序为:风温、风量、冷却液温度、流量。从而,本设计改善了温差动态调控,有利于延长储能电池系统的服役寿命。 展开更多

关键词 储能电站 锂离子电池系统 电池热管理 一维、三维联合仿真 温度均匀性

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工作温度对PEMFC电化学反应及性能影响模拟研究

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作者 韩启沃 刘永峰 +3 位作者 范馨远 裴普成 张璐 姚圣卓 《电源技术》 北大核心 2025年第7期1518-1530,共13页

为研究工作温度对PEMFC电化学反应及性能的影响,综合考量工作温度对燃料气体传输及产水行为的影响机制,提出电化学反应(electrochemical reaction,ER)模型,并将其耦合进COMSOL进行多物理场计算。搭建的燃料电池测试系统利用梯度加热实... 为研究工作温度对PEMFC电化学反应及性能的影响,综合考量工作温度对燃料气体传输及产水行为的影响机制,提出电化学反应(electrochemical reaction,ER)模型,并将其耦合进COMSOL进行多物理场计算。搭建的燃料电池测试系统利用梯度加热实现温度的稳定控制,并借助传感器实时监测温度变化。在进气相对湿度100%下,分别于50、60和70℃进行对比实验与模拟研究,进一步分析工作温度变化对氢气、氧气、氮气及水摩尔分数分布的影响规律。结果表明:在70℃时,ER模型计算值与实验值的最大相对误差为7.90%;在0~600 mA/cm^(2)电流密度范围内,相对误差为0.62%~1.96%。当电流密度超过650 mA/cm^(2),70℃时,PEMFC的最大功率密度为399.73 mW/cm^(2),分别较50和60℃提高9.4%和4.9%。随工作温度升高,PEMFC的输出性能提升,电化学反应速率加快,燃料气体摩尔分数降低,其中氢气摩尔分数最小值由0.579降至0.415,氧气摩尔分数最大值从0.186降至0.146,气体分布更均匀,同时有效改善MEA内部水管理,缓解局部水积聚现象。 展开更多

关键词 燃料电池 电化学 工作温度 电池性能 数值模拟

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电动汽车侧柱碰安全性虚拟仿真研究

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作者 汪俊 马骋浩 +2 位作者 申宗玹 邢伯斌 夏勇 《汽车工程》 北大核心 2025年第6期1095-1102,共8页

已有的侧柱碰事故统计结果表明,传统燃油车和电动汽车的事故形式接近,但考虑到电池包碰撞挤压失效风险,电动汽车侧柱碰研究应充分考虑复杂碰撞工况,将壁障物类型、几何尺寸、碰撞角度、碰撞位置和碰撞速度等因素引入安全性评价。本研究... 已有的侧柱碰事故统计结果表明,传统燃油车和电动汽车的事故形式接近,但考虑到电池包碰撞挤压失效风险,电动汽车侧柱碰研究应充分考虑复杂碰撞工况,将壁障物类型、几何尺寸、碰撞角度、碰撞位置和碰撞速度等因素引入安全性评价。本研究采用有限元仿真开展某款电动汽车侧柱碰安全性虚拟评价研究。通过正交试验设计,提取了不同碰撞位置的整车力学响应和车身姿态,识别了电池包侵入量和电芯变形量与碰撞速度的高关联性。分析了碰撞位置、碰撞角度对车辆旋转行为的影响以及由此产生的侵入量变化,并得到了进一步仿真验证。电池包横梁作为主要横向传力路径,提升了电池包侧向结构刚度,显著降低了侧柱碰侵入量。后续的电动车安全性评价应考虑撞击点处车身结构刚度和车辆的旋转行为后开展测试。 展开更多

关键词 电动汽车 电池包 碰撞安全性 侧面柱碰撞 有限元仿真

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PEM燃料电池挡板型流道内扩散层表面结构对液滴流动特性的影响规律

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作者 宋娇娇 王晗 +4 位作者 张晓剑 杨若曦 曹博 王誉霖 张剑波 《汽车安全与节能学报》 北大核心 2025年第2期260-267,共8页

为了改善质子交换膜燃料电池(PEMFC)内液态水的传输特性,采用白光干涉法和座滴法获得了气体扩散层(GDL)表面结构特性,并采用流体体积(VOF)法探究了挡板型流道内扩散层表面结构对液滴流动特性的影响规律。结果表明:无论是否考虑GDL表面结... 为了改善质子交换膜燃料电池(PEMFC)内液态水的传输特性,采用白光干涉法和座滴法获得了气体扩散层(GDL)表面结构特性,并采用流体体积(VOF)法探究了挡板型流道内扩散层表面结构对液滴流动特性的影响规律。结果表明:无论是否考虑GDL表面结构,随着GDL内聚四氟乙烯(PTFE)含量的增加,表面疏水性均显著增强,使得液滴在挡板型流道内的流出时间缩短,液滴的铺展面积减小,流道内压降也相应减小;与光滑GDL表面相比,实际粗糙GDL表面的不规则结构和孔隙特性显著增强了液滴的附着力,导致液滴在粗糙表面上的流动时间延长,铺展面积增大,流道内压降增加;当PTFE质量百分数含量为40%时,实际粗糙GDL表面液滴流出时间缩短了28.57%,流道内压降减少了16.32%,液滴的铺展面积呈减小趋势。 展开更多

关键词 质子交换膜燃料电池(PEMFC) 扩散层表面结构 挡板流道 液滴流动特性

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基于轮胎侧偏的差动转向机理研究

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作者 史彪飞 叶晓明 +1 位作者 吕皓玉 赖锋 《中国机械工程》 北大核心 2025年第10期2224-2231,共8页

基于轮胎侧偏的差动转向适合于无转向机构分布式驱动车辆的低速、大转向半径场景,为深入研究该差动转向的机理,建立了7自由度无转向机构分布式驱动电动汽车整车模型及PAC2002轮胎模型,分析了差动转向的形成机理并结合轮胎纵侧耦合特性... 基于轮胎侧偏的差动转向适合于无转向机构分布式驱动车辆的低速、大转向半径场景,为深入研究该差动转向的机理,建立了7自由度无转向机构分布式驱动电动汽车整车模型及PAC2002轮胎模型,分析了差动转向的形成机理并结合轮胎纵侧耦合特性提出一种从差动纵向力输入到汽车转向半径输出的差动转向系统性分析方法,并基于此方法研究了差动转向稳定性及差动纵向力、车辆结构参数、轮胎特性等对转向半径的影响特性。最后建立了Carsim/Simulink联合仿真平台,进行不同影响因素下的差动转向仿真。研究结果表明,在轮胎侧偏范围内,差动纵向力越大、轮距与轴距之比越大、轮胎侧偏刚度越小,则所产生的汽车转向半径越小。 展开更多

关键词 分布式驱动电动汽车 差动转向 轮胎侧偏 转向半径

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氨氢融合零碳内燃机燃烧过程综述 被引量：4

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作者 王志 齐运亮 +1 位作者 陈清楚 李骏 《汽车安全与节能学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期443-466,共24页

随着中国“碳达峰”与“碳中和”目标的提出,内燃机低碳化、零碳化势在必行。氨作为零碳燃料和氢的高能量密度载体,是实现碳中和有潜力的替代燃料。研发氨氢燃烧技术,实现氨高效清洁融合燃料零碳大功率内燃机高效近零排放对全球气候治... 随着中国“碳达峰”与“碳中和”目标的提出,内燃机低碳化、零碳化势在必行。氨作为零碳燃料和氢的高能量密度载体,是实现碳中和有潜力的替代燃料。研发氨氢燃烧技术,实现氨高效清洁融合燃料零碳大功率内燃机高效近零排放对全球气候治理具有重大意义。该文在分析氨作为未来绿色能源的潜力及其在内燃机中实际应用的基础上,从氨氢内燃机的燃烧模式、氨氢燃料的燃烧化学反应动力学、氨氢燃料供给方式等方面综述了氨氢内燃机的燃烧的最新进展,对比分析了火花点燃/均质压燃/射流引燃3种燃烧模式、氨气道喷射/液氨缸内直喷2种燃料供给方式、主动射流/被动射流2种点火方式,提出并论述了基于氨在线裂解制氢实现基于单一液氨燃料油箱的氨氢融合燃烧,是内燃机实现碳中和的极具潜力的技术路线,指出了氨氢内燃机喷雾、燃烧和氮基排放控制三方面需要解决的关键技术和科学问题。研究表明:氨氢融合内燃机采用微量氢气(小于3%)引燃氨混合气,可以获得稳定燃烧和高热效率,并拓展稀然极限。氨氢融合零碳大功率内燃机作为氨燃料高效可靠的应用载体,在重型车辆、工程机械、远洋船舶、发电等多个领域具备广泛的应用潜力与价值,氨氢内燃机的研发可推动基础燃烧理论的进步,也可以促进中国内燃机产业迈上新的台阶。 展开更多

关键词 氨氢融合 零碳内燃机 燃烧模式 燃烧化学反应动力学

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热辐射触发锂离子电池热失效行为及其射流热特性 被引量：3

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作者 李涵 王炎 +3 位作者 张西龙 王贺武 李亚伦 卢兰光 《汽车安全与节能学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期83-91,共9页

实验研究了辐射加热器非接触式触发动力锂离子电池热失效过程中的温度特性、质量损失、产热行为变化等特性及其空间射流温度与热流分布特性。以50 Ah的Li(Ni_(0.6)Co_(0.2)Mn_(0.2))O_(2)电池为对象,基于锂离子电池燃烧实验平台进行。... 实验研究了辐射加热器非接触式触发动力锂离子电池热失效过程中的温度特性、质量损失、产热行为变化等特性及其空间射流温度与热流分布特性。以50 Ah的Li(Ni_(0.6)Co_(0.2)Mn_(0.2))O_(2)电池为对象,基于锂离子电池燃烧实验平台进行。结果表明:电池热失控实验过程中发生了2次喷发现象,电池表面最高温度为489.2℃;最高温升速率为27.7 K·s^(-1);最大质量损失速率为32.7 g·s^(-1);电池本体总产热量为1.05 MJ;环境最高温度为705.3℃;烟气总释放热为6.56 MJ·m^(-2);射流空间环境最高温度比电池表面最高温度高。这表明,高温高速的易燃气体会加剧热失控危害的风险。本结果有助于电池失效初期预警、热失控抑制、火灾风险控制。 展开更多

关键词 新能源汽车 锂离子电池 热失控 热辐射 射流热特性 实验研究

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煤基燃料燃烧颗粒物对颗粒捕集器沉积过程的影响 被引量：1

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作者 朱鑫昌 刘帅 +2 位作者 王忠 华伦 帅石金 《汽车安全与节能学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期63-70,共8页

探讨了柴油机燃用代用燃料后,排气颗粒物结构特征的变化规律。依据柴油机台架试验,使用0%、5%、15%甲醇掺混比的F-T(Fischer–Tropsch)合成柴油,在标定工况下采集颗粒。用同步辐射小角散射分析方法测量颗粒物摩擦力、粒径等参数。基于... 探讨了柴油机燃用代用燃料后,排气颗粒物结构特征的变化规律。依据柴油机台架试验,使用0%、5%、15%甲醇掺混比的F-T(Fischer–Tropsch)合成柴油,在标定工况下采集颗粒。用同步辐射小角散射分析方法测量颗粒物摩擦力、粒径等参数。基于实验数据,在EDEM软件中建立颗粒模型,模拟了颗粒碰撞沉积过程。结果表明:随甲醇掺混比的增加,甲醇、F-T柴油燃烧颗粒间摩擦力增加0.6 N,平均粒径增加2.44 nm。沉积过程中,颗粒捕集器(DPF)单元体非迎风面的沉积量急剧增加;颗粒沉积效率随沉积时间的增加而增加;随摩擦力增大、粒径增大,颗粒层厚度及颗粒链长度也随之增加。甲醇掺混比的改变使得颗粒整体向更多、更细的方向变化,燃料类型及掺混比的改变显著影响了颗粒在DPF载体上的沉积状态。 展开更多

关键词 柴油机 代用燃料 甲醇、甲醇/F-T合成燃料 颗粒物 柴油机微粒捕集器(DPF) EDEM软件 小角散射

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质子交换膜燃料电池随行波流场设计与传质特性 被引量：1

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作者 朱鑫宁 王茜 +3 位作者 刘荣康 朱思明 张剑波 周伟 《汽车安全与节能学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期351-359,共9页

为了提高质子交换膜燃料电池(PEMFC)的膜电极的传质性能与电池的功率密度,设计了一种以圆弧凹面作为强化传质结构的随行波流场板。结合铣削工艺,实现了随行波流场结构的制造。采用计算流体动力学软件,建立包括随行波流场与膜电极在内的... 为了提高质子交换膜燃料电池(PEMFC)的膜电极的传质性能与电池的功率密度,设计了一种以圆弧凹面作为强化传质结构的随行波流场板。结合铣削工艺,实现了随行波流场结构的制造。采用计算流体动力学软件,建立包括随行波流场与膜电极在内的燃料电池三维模型。实验验证了该模型的准确性。探索了强化传质结构对电池内部速度场、浓度场及电场的分布规律,分析了电池性能的提升效果。结果表明:与流道深宽0.6 mm×0.8 mm的常规流场相比,该文的随行波流场的平均流速提升了27.7%,压损降低了19.2%,双极板—气体扩散层界面的氧气含量提升了1.44%,出口的排水速率增大16.7%,功率密度提升了8.6%。 展开更多

关键词 质子交换膜燃料电池(PEMFC) 随行波流场 传质性能 功率密度

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基于图搜索的陆空两栖平台3D路径规划算法 被引量：1

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作者 孟庆京 司俊德 +3 位作者 张新钰 孙弘麟 王小宇 荣松松 《汽车安全与节能学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期253-260,共8页

为了解决陆空两栖平台路径规划能效与寻径效率问题,提出了一种基于图搜索算法的全局路径规划算法。考虑了空中飞行能耗与地面行驶能耗模型的不同,结合起飞阈值、地面移动成本系数、空中移动成本系数等参数决定模态切换机制,在遇到难以... 为了解决陆空两栖平台路径规划能效与寻径效率问题,提出了一种基于图搜索算法的全局路径规划算法。考虑了空中飞行能耗与地面行驶能耗模型的不同,结合起飞阈值、地面移动成本系数、空中移动成本系数等参数决定模态切换机制,在遇到难以越过的障碍时使用逃脱算法脱困,当允许地面通过时优先采用地面行驶的方式到达目标点以提升寻径效率与能效。为验证该算法,分别建立了针对陆空2种模式下的能耗模型,在现有交通规则约束下完成城市场景和虚拟迷宫测试。结果表明:本算法的搜索效率相较于对照组算法提升了30%以上,有效提升搜寻效率的同时降低了能量消耗。 展开更多

关键词 陆空两栖平台 跨模态路径规划 图搜索算法 模态切换策略

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