时变温度环境下锂离子电池自适应SOC估计方法

目的针对低温环境下锂离子电池特性显著变化问题,为大规模锂离子电池组在极地科考船混合动力系统上的应用提供理论依据,方法对10 Ah高功率三元镍钴锰酸锂电池低温特性展开实验研究,结合实验数据,利用基于遗忘因子的递推最小二乘算法(FFRLS)分别与两种改进的卡尔曼滤波算法(AEKF、UKF)组成的串联观测器在线估计电池荷电状态(SOC)。结果在25～-30℃时变温度环境的改进DST工况下,FFRLS-AEKF算法的SOC估计精度略高于FFRLS-UKF算法,其最大估计误差为3.04%,均方根误差为0.69%。结论相比EKF与RLS-EKF算法,更好的模型参数与噪声信息的自适应性使FFRLS-AEKF算方法有更高的SOC估计精度与收敛性。     

危险废物电镀污泥热处置特性研究

在获取典型危险废物原始电镀污泥的TG、DTG、DTA曲线的基础上,详细地分析了Salts泥的热特性．对不同终温下的焚烧减重率进行了试验,发现在焚烧温度低于700℃之前已经能很好的除去电镀污泥中的水分、有机质和挥发份．通过管式炉模拟实际焚烧炉工况,研究了不同试验条件对电镀污泥中的重金属浸出特性和迁移特性的影响,结果显示高温可以有效地抑制重金属的浸出特性,但对迁移特性的影响各不相同．     

玉米芯草酸热裂解液在微生物燃料电池中的产电特性

考察玉米芯经草酸热裂解预处理后产生的热裂解液在单室空气型阴极微生物燃料电池(microbial fuel cell,MFC)中的降解及产电特性.玉米芯草酸热裂解预处理的最佳条件为:反应温度160 C,反应时间90 min,草酸用量(质量分数)2％时,可产生的还原糖浓度为0.44 g/g,固体消化率约为58％.当采用稀释...     

燃烧室复杂结构的热振特性研究

目的提高复杂飞行器结构在服役过程中的安全性和稳定性问题。方法以复杂结构燃烧室为例,从数值模拟和试验两方面入手,研究不同工况下结构的动力学参数随温度变化的规律。结果随着温度的升高,模态频率呈下降趋势,模态阻尼呈升高、下降再升高的趋势,加热对结构的模态振型无影响。结论对于自由-自由状态的燃烧室结构,在加热的过程中,影响模态频率下降的主要因素是弹性模量的变化,热应力和几何非线性的变化可以不考虑。同时通过开展燃烧室结构的自由-自由状态热模态试验验证了数值模拟方法的正确性。     

试论ASM水质特性参数测定方法

综述了活性污泥数学模型的相应理论及发展历程.主要介绍了广泛应用的ASM模型,并详细介绍了模型中的水质特性参数(Ss、S1、Xs、X1)的各种测定方法.     

不同诱发条件下NCM三元锂离子电池热失控和燃烧特性

目的 研究不同诱发条件下三元锂离子电池热失控和燃烧特性，科学认识海洋工程和装备领域储能电池的安全性，为海洋工程的消防安全设计提供理论依据。方法 模拟三元锂离子电池机械滥用和热滥用场景，分别用针刺和加热方式触发锂电池热失控，对不同带电状态(0%、25%、50%、75%、100%SOC值)的锂离子电池热失控过程中温度、电压、质量损失进行测量，对热失控后的电池进行拆解，并分析极片残余物的宏观和微观变化特征。结果 随着电池SOC值的增加，热失控反应强度增加，电池表面最高温度、温升速率和质量损失率均增大。针刺和加热触发电池热失控后极卷形态变化特征不同，分别呈“贝壳”和“月牙”形状。极片残余物的热重分析表明，50%SOC值和100%SOC值电池在针刺和加热后，极片残余物氧化分解后的质量损失比例分别为36.73%、18.75%和38.28%、30.38%。结论 三元锂离子电池的热失控行为随电池SOC值和诱发条件的改变而变化，高SOC值时，电池热失控反应更剧烈。一定条件下，针刺比加热更易触发电池热失控，而加热触发的热失控反应速率更快。热失控后的极卷形状变化和残余物热重分析可为火灾原因调查提供证据。     

平流层飞艇昼夜驻空蒙皮热特性研究

目的分析平流层飞艇蒙皮在不同空速下的热特性,为平流层飞艇蒙皮材料的选择以及其驻空性能的分析提供参考和指导。方法基于CFD数值分析方法,建立外部热源模型,囊体内部自然对流和囊体外部强迫对流分析的综合方法。通过数值仿真分析典型飞艇在不同空速下的热特性,得出飞艇囊体内部的氦气平均温度随着热环境的周期变化,会产生周期性变化。结果在1m/s的较低空速下,飞艇昼夜氦气温差达到46 K,蒙皮昼夜最小温度出现在晚上,约为180 K,最大温度出现在正午时分,温度约为280 K。在10 m/s的空速下,飞艇昼夜氦气温差达到29 K,蒙皮昼夜最小温度约为190 K,最大温度为280 K。结论在飞艇设计中,蒙皮材料选择时考虑温度的影响。所建立的热分析方法以及得到的热特性,可为平流层飞艇蒙皮材料的选择提供参考和指导。     

ASM水质特性参数估算初步探索

进水组分是模型的输入项,对于活性污泥数学模型(简称ASM)的稳态和动态模拟有着极为重要的意义。从城市生活污水中的主要有机成分糖类、蛋白质、脂肪3类物质出发,通过理论推导和实验证明,建立以糖类、蛋白质、脂肪浓度来计算出水质特性参数SS和XS的模型。通过对生活污水中有机成分糖类、蛋白质、脂肪按水质特性参数划分方法进行区分为ASM模型水质特性参数SS和XS的测定提供了一种有效途径,有助于改善现有的组分测定方法,促进ASM数学模型更好的为生产和应用服务。     

陈腐垃圾的热解特性及动力学研究

采用热重法研究了陈腐垃圾中不同组分的热解特性。通过实验得到了陈腐垃圾及其主要组分（包括草木、腐殖质和塑料）的TG／DTG曲线。通过对TG／DTG曲线进行分析,得到了它们的热解温度、挥发分完全析出温度等重要参数。采用Doyle法研究了热解过程的动力学特性,计算出了反应的一级反应动力学参数。     

利用废旧三元锂离子电池制备锰催化剂及其催化性能研究

以废旧锂离子电池的正极材料为原料,利用氧化沉淀法制备锰催化剂,考察反应温度、pH、反应时间以及过硫酸铵用量对产物的影响,并分析制备的锰催化剂催化H_2O_2降解亚甲基蓝(MB,methylene blue)溶液的效果。结果表明:pH对锰催化剂晶型影响明显,在pH=1时,所制得锰催化剂属于γ-Mn O2,10 min即可完全降解MB;而在pH=4的条件下,所制得锰催化剂属于δ-MnO_2,1 h后MB去除率可达82%;pH=2或3条件下,所得锰催化剂为混合晶型,MB降解率分别为93%和77%(1 h)。因此,通过过硫酸铵氧化沉淀法能成功从锂离子电池中制备出具有良好催化性能的锰催化剂,实现了"以废治废",也为废旧三元锂离子电池资源化提供了新的思路。     

48 V/50 Ah磷酸铁锂电池组热仿真

目的基于COMSOL Multiphysics软件对锂离子电池组进行热耦合仿真研究,正确辨识电池的有关热物性参数。方法首先确立锂离子电池组仿真的热模型,关于锂离子电池传热模型中涉及的热物性参数,基于不同形状大小的加热片对电池在绝热环境下进行加热,将电池各热物性参数的获取相互解耦,通过对传热模型方程以及边界条件的简化辨识出锂离子电池的热物性参数。最后,基于已确立的锂离子电池热仿真理论基础以及辨识出的相关参数,运用COMSOLMultiphysics仿真软件对锂电池单体和电池组在不同充电倍率下的温度场进行仿真分析,并进行实验验证模型的精确程度。结果根据仿真结果和实验数据的对比分析,基于COMSOLMultiphysics仿真软件可以较为准确地对锂离子电池组壳体表面和内部的温度场进行描述,误差不超过0.5℃。结论在满足一定误差精度范围内,对锂离子电池组热管理系统进行分析和设计时,通过仿真得到的结果就可以为其提供参考和指导。     

废旧锂离子电池对环境污染的分析与对策

随着锂离子电池广泛应用，锂离子电池的使用量逐年增大．由废旧锂离子电池造成的环境问题已引起世界各国广泛关注。详细分析了废旧锂离子电池对环境的潜在污染，并提出了防治对策。     

基于等幅度充电时间的锂离子电池健康状态估计

目的提出一种基于健康因子的SOH估计方法,以准确估计锂离子电池的健康状态。方法选取锂离子电池恒流充电过程中两恒定压差下的时间间隔作为健康因子,基于健康因子估计电池的健康状态。采用高斯过程回归模型进行电池健康状态估计,通过共轭参数法优化超参数。健康因子作为模型输入,输出相应的电池健康状态,并选取NASA不同实验条件下6个电池的实验数据验证该算法。结果所选6个电池估计结果的MAPE与RMSE值均低于0.02。结论选取的健康因子可以较好地表征电池的健康状态,验证了基于健康因子的SOH估计方法的可行性。该方法可以对不同温度、放电倍率、放电深度下的电池进行准确的SOH估计,具有较强的适用性。     

极地科考船舶储能系统热管理模块设计

目的设计一种适用于极地科考船储能系统的锂离子电池组热管理模块,以降低低温对电池性能的影响,并延长其使用寿命。方法通过实验获得高寒环境下锂离子电池电气特性参数,明确高寒条件下热管理模块的功能需求。在此基础上进行热管理模块硬件设计及策略开发,并搭建电池低温测试实验平台进行验证。结果将-35℃环境温度下电池表面温度预热至0℃,以低倍率放电时,电池的可用容量可提升至额定容量的34.7%,并且提高预热温度能够增加电池的可用容量。结论该热管理模块能够有效地对锂离子电池组进行热管理,提高高寒环境下科考船储能系统的可用容量。     

某型军用锂离子电池低温环境适应性

目的研究低温环境条件下温度对某型军用方形锂离子电池放电性能的影响。方法参照标准GB/T 18287,在常温下将锂离子电池进行充电,再在高低温潮湿试验箱中按设定低温条件利用电池测试仪进行放电性能测试,并将不同温度测试结果利用加速模型结合Arrenhenius方程进行拟合。结果该型军用锂离子电池放电容量随温度下降而降低,在-30℃温度条件下电池的放电容量相当于室温放电容量的20.9%,并在低于-40℃温度条件、2.5 V截止电压下无法放电。结论通过低温条件放电性能测试,并对温度条件和放电容量进行建模,得出绝对温度倒数与电池容量保留率对数在25~-35℃温度区间内分两段成线性相关。     

海洋平台不间断电源锂离子蓄电池故障诊断

目的针对海洋平台不间断电源(Uninterrupted Power Supply,UPS)可靠性要求高,工作环境复杂等特点,建立一种基于多模型粒子滤波的海洋平台UPS故障诊断系统。方法该系统基于飞思卡尔芯片建立各模块间的通信,并根据锂离子电池故障实验后的参数建立故障模型,通过条件概率对海洋平台UPS的正常、过充、过放和过热四类状态进行诊断,提高海洋平台UPS的可靠性。结果使用部分实验所得数据测试了诊断系统对单一故障和复合故障诊断的结果,得到诊断算法对过充、过放和过热三种故障的诊断时间在5 s以内,准确率极高。结论测试结果显示,设计得到的海洋平台UPS故障诊断系统可以准确迅速地诊断故障类型。     

废旧三元锂离子电池回收利用碳足迹

公路运输是我国交通运输领域主要温室气体排放源,新能源汽车行业作为实现交通运输领域“双碳”目标的重要抓手,未来面临大批动力电池报废情况,为量化评估废旧锂电池回收利用行业产生的碳减排效益,从生命周期角度构建废旧三元锂电池回收利用碳足迹核算模型,通过优化电力结构和运输结构,对废旧锂电池回收利用的碳减排潜力作预测评估,此外,使用误差传播方程进行不确定性分析保证碳足迹结果的可靠有效.结果表明,当前中国企业使用湿法技术回收1 kg废旧三元锂电池的碳足迹为-2760.90 g（定向循环工艺）和-3752.78 g（循环再造工艺）,碳足迹的不确定性分别为16 %（定向循环工艺）和15 %（循环再造工艺）.从碳排放贡献率分析,再生产品阶段是废旧三元锂电池湿法回收利用减碳首要贡献来源,电池获取、拆解和末端处置阶段是增碳主要来源.相比于优化运输结构,通过优化电力结构,可有效实现更大的碳减排潜力,协同优化情景下,相比于优化前可实现14 %~19 %的碳减排,与原生产品相比定向循环工艺和循环再造工艺分别可实现9 %和11 %的减排潜力.     

ASM中水质特性参数测定方法的研究进展

近三十年来有关活性污泥生物学、反应动力学等基础理论方面的研究得到了迅速的发展。但用于模拟污水处理厂处理的模型的研究却发展相对较慢,本文综述了活性污泥数学模型的相应理论及发展历程。主要介绍了广泛应用的ASM模型,并详细介绍了模型中的水质特性参数(Ss、S1、Xs、x1)的各种测定方法。