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锂离子电池组热失控燃爆连锁反应研究
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作者 高飞 +6 位作者 王康康 杨凯 刘皓 范茂 耿萌萌 张明杰 王凯丰 《自动化与仪器仪表》 2019年第1期8-9,14共3页
论文研究了锂离子电池组中某电池单体过充致爆的热失控燃爆连锁反应,分析了燃爆时间与充电电流的关联关系,以及过充促发热失控时电池壳体的温度与导致燃爆时间。结果表明,电池组中某电池单体热失控燃爆会引发连锁效应,电池发生热失控的... 论文研究了锂离子电池组中某电池单体过充致爆的热失控燃爆连锁反应,分析了燃爆时间与充电电流的关联关系,以及过充促发热失控时电池壳体的温度与导致燃爆时间。结果表明,电池组中某电池单体热失控燃爆会引发连锁效应,电池发生热失控的时间随着充电电流的增大而变短;热失控燃爆时间和过充电流具有幂次函数关系;热失控促发时的电池壳体表面温度为75℃,热失控后电池燃爆时间在1 min左右。 展开更多
关键词 锂离子电池组 过充 热失控 连锁反应
Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2/graphite电池在备用电源工况下的交流阻抗 预览
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作者 李守涛 孟庆函 +2 位作者 阮一钊 范茂 刘皓 《储能科学与技术》 CSCD 2019年第6期1171-1175,共5页
以Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2/graphite动力电池为研究对象,在模拟备用电源工况下对动力电池进行交流阻抗测试.通过建立等效电路来研究欧姆阻抗R.、电荷传递阻抗R.t和扩散阻抗CPEw随不同搁置时间、荷电状态(state of charge,SOC)的变化规律... 以Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2/graphite动力电池为研究对象,在模拟备用电源工况下对动力电池进行交流阻抗测试.通过建立等效电路来研究欧姆阻抗R.、电荷传递阻抗R.t和扩散阻抗CPEw随不同搁置时间、荷电状态(state of charge,SOC)的变化规律,研究Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2/graphite动力电池在备用电源工况下,容量和阻抗的变化趋势.结果 表明:随着搁置时间的增加,电池容量衰减1.7%左右.随着搁置时间的增加,不同SOC下的欧姆阻抗Rs具有相同的变化趋势,电荷传递阻抗明显增加.随着SOC的降低,由双电层产生的电荷传递阻抗在逐渐增加.在SOC=0%时,扩散阻抗随搁置时间的增加而增加,在SOC=100%、50%的扩散阻抗有细微的增加.容量衰退和阻抗结果显示出Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2/graphite动力电池可以很好地在备用电源工况上使用. 展开更多
关键词 锂离子电池 交流阻抗 备用电源工况
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退役LiFePO4电池性能测评及储能应用 预览
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作者 范茂 金翼 +3 位作者 杨凯 高飞 李相俊 来小康 《储能科学与技术》 CAS CSCD 2019年第2期408-414,共7页
针对某电动公交车退役LiFePO4动力电池,测试了电池的容量、直流内阻、常温下的储存性能,进而测试电池的倍率充放电性能、高低温特性和循环性能,分析了新旧电池相关参数的差异及变化规律;在此基础上,重组电池模组,测试其循环性能;最后集... 针对某电动公交车退役LiFePO4动力电池,测试了电池的容量、直流内阻、常温下的储存性能,进而测试电池的倍率充放电性能、高低温特性和循环性能,分析了新旧电池相关参数的差异及变化规律;在此基础上,重组电池模组,测试其循环性能;最后集成了1MW·h梯次利用电池储能系统并参与风电平滑。结果显示,该动力电池容量衰退初始容量75%左右时,直流内阻只有小幅增加,电池常温下的储存性能、倍率性能、高低温性能下降不显著,电池单体和模块的循环性能良好,显示出该退役LiFePO4电池具有较好的梯次利用价值。 展开更多
关键词 退役电池 磷酸铁锂 性能测评 梯次利用
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铁基普鲁士蓝正极材料的制备及储钠性能的研究 预览
4
作者 高飞 杨凯 +7 位作者 龙宣有 王康康 范茂 刘皓 耿萌萌 张明杰 王凯丰 赵海雷 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第7期7134-7138,共5页
用简单的共沉淀法合成铁基普鲁士蓝正极材料,并研究合成温度对材料微观形貌和储钠性能的影响。研究结果显示,随着合成温度的提高,产物颗粒尺寸变大,钠含量增加。FeHCF-40℃电极材料,在30 mA/g电流密度下,首次放电比容量为132.3 mAh/g,循... 用简单的共沉淀法合成铁基普鲁士蓝正极材料,并研究合成温度对材料微观形貌和储钠性能的影响。研究结果显示,随着合成温度的提高,产物颗粒尺寸变大,钠含量增加。FeHCF-40℃电极材料,在30 mA/g电流密度下,首次放电比容量为132.3 mAh/g,循环100次后,放电比容量仍有102.4 mAh/g,容量保持率为77.4%;且当电流密度增大到1 500 mA/g时,仍可实现80.3 mAh/g的比容量,显示出优异的倍率性能和循环性能。 展开更多
关键词 钠离子电池 正极材料 铁基普鲁士蓝 共沉淀法 电化学性能
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退役磷酸铁锂动力电池性能分析研究 预览
5
作者 米吉福 范茂 +2 位作者 汪浩 杨凯 高飞 《电源技术》 CAS 北大核心 2019年第2期217-220,共4页
随着电动汽车行业的快速发展,退役动力电池数量与日俱增。分析统计了某批退役磷酸铁锂动力电池的容量、内阻、容量保持率、容量恢复率等关键参数,发现退役电池的容量和内阻出现了较大程度的离散,在梯次利用前需重新筛选配组;此外,测试... 随着电动汽车行业的快速发展,退役动力电池数量与日俱增。分析统计了某批退役磷酸铁锂动力电池的容量、内阻、容量保持率、容量恢复率等关键参数,发现退役电池的容量和内阻出现了较大程度的离散,在梯次利用前需重新筛选配组;此外,测试了其倍率性能、表面放热特性、高低温性能、循环寿命并拆解部分电池对电极材料的物相和表面形貌进行分析,结果表明,此退役电池仍具有较好的性能,可以在使用条件相对温和的领域进行梯次利用。 展开更多
关键词 电动汽车 磷酸铁锂动力电池 梯次利用
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Co掺杂对Na3V2(PO4)2F3材料结构和电化学性能的影响 预览
6
作者 高飞 杨凯 +6 位作者 吕扬阳 赵丽娜 范茂 刘皓 耿萌萌 张明杰 王凯丰 《合成材料老化与应用》 2019年第3期54-58,22共6页
首次采用溶胶-凝胶法制备Co掺杂Na3V2-xCox(PO4)2F3(x=0.00,0.05,0.1,0.2)钠离子电池正极材料。使用XRD、FE-SEM、恒流充放电和交流阻抗测试分析了Co掺杂对Na3V2(PO4)2F3材料的结构和电化学性能的影响。结果表明,Co^2+取代V^3+可在Na3V2... 首次采用溶胶-凝胶法制备Co掺杂Na3V2-xCox(PO4)2F3(x=0.00,0.05,0.1,0.2)钠离子电池正极材料。使用XRD、FE-SEM、恒流充放电和交流阻抗测试分析了Co掺杂对Na3V2(PO4)2F3材料的结构和电化学性能的影响。结果表明,Co^2+取代V^3+可在Na3V2(PO4)2F3晶格内产生V^3+/4+混合电价从而提高Na3V2(PO4)2F3材料的电子电导率,具有更大离子半径的Co^2+替换V^3+可增大Na3V2(PO4)2F3晶胞体积,扩宽钠离子传输通道,从而提高其离子电导率。此外,Co掺杂可有效减小Na3V2(PO4)2F3电极的电荷转移阻抗。电化学测试结果表明,x=0.1时的Na3V1.9Co0.1(PO4)2F3电极展现出了最优异的电化学性能,0.1C时的首次放电比容量为111.3mAh·g^-1,5C时首周可逆容量为91.9mAh·g^-1,循环80次的容量保持率为70%。 展开更多
关键词 钠离子电池 Na3V2(PO4)2F3 晶格掺杂 电化学性能
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不同衰退状态磷酸铁锂动力电池组件的燃烧性及危险性研究 预览
7
作者 高飞 王康康 +9 位作者 田宝贵 陈庆涛 杨凯 苏镇西 张明杰 刘伟 范茂 刘皓 耿萌萌 王凯丰 《储能科学与技术》 CSCD 2019年第6期1176-1181,共6页
选用四种衰退状态,容量保持率(capacity retention ratio,CRR)分别为100%、85%、75%及65%的磷酸铁锂动力电池为研究对象,采用锥形量热仪(CONE)对电池关键组件(含电解液的正极片、负极片及隔膜)的燃烧性和生烟性进行了研究,并运用层次分... 选用四种衰退状态,容量保持率(capacity retention ratio,CRR)分别为100%、85%、75%及65%的磷酸铁锂动力电池为研究对象,采用锥形量热仪(CONE)对电池关键组件(含电解液的正极片、负极片及隔膜)的燃烧性和生烟性进行了研究,并运用层次分析法(analytic hierarchy process,AHP)综合评价了不同衰退状态电池组件的火灾危险性。结果表明,随着电池容量保持率的下降,电池组件中负极的有效燃烧热值有所下降,并且电池组件的CO2产率和总生烟量逐渐降低;容量保持率100%~85%的电池组件的归一化危险性指数要明显大于75%~65%的电池组件。 展开更多
关键词 磷酸铁锂电池 锥形量热仪 危险性评价 层次分析法(AHP) 火灾危险指数
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锂离子电池阻抗参数的Arrhenius特性分析
8
作者 王康康 高飞 +4 位作者 杨凯 耿萌萌 刘皓 范茂 张明杰 《稀有金属材料与工程》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期1208-1212,共5页
考察了环境温度对18650型磷酸铁锂(LFP)电池和高镍三元(NCA)电池充电容量的影响,比较了2种电池的低温性能。对不同环境温度的满电状态电池进行电化学阻抗测试,根据等效电路拟合计算了电池的欧姆电阻值(Rs)、膜电阻值(Rf)和电荷转移电阻... 考察了环境温度对18650型磷酸铁锂(LFP)电池和高镍三元(NCA)电池充电容量的影响,比较了2种电池的低温性能。对不同环境温度的满电状态电池进行电化学阻抗测试,根据等效电路拟合计算了电池的欧姆电阻值(Rs)、膜电阻值(Rf)和电荷转移电阻值(Rct),并分析了各电阻与温度的特定关系,结果表明LFP电池的欧姆电阻和膜电阻在–10~25℃温度区间具有Arrhenius关系,电荷转移电阻在–10~50℃温度区间具有Arrhenius关系;NCA电池的膜电阻和电荷转移电阻在0~50℃温度区间具有Arrhenius关系。对比分析不同温度的固相离子扩散系数表明,LFP电池的固相离子迁移速率受低温影响较大,NCA电池的固相离子扩散过程受环境温度影响较小。 展开更多
关键词 磷酸铁锂电池 电化学阻抗 Arrhenius关系 离子扩散系数
退役磷酸铁锂动力锂离子电池的适用性 预览
9
作者 范茂 刘皓 +1 位作者 王凯丰 杨凯 《电池》 CAS CSCD 北大核心 2019年第1期64-67,共4页
对在备用电源、电网储能和电网调频等条件使用的退役电池,每运行一段时间后进行内阻、电化学阻抗谱测试和容量标定,对容量保持率数据进行线性拟合,判断运行状况,估算梯次利用寿命。在备用电源工况下,退役电池的使用寿命长达8a;在电网储... 对在备用电源、电网储能和电网调频等条件使用的退役电池,每运行一段时间后进行内阻、电化学阻抗谱测试和容量标定,对容量保持率数据进行线性拟合,判断运行状况,估算梯次利用寿命。在备用电源工况下,退役电池的使用寿命长达8a;在电网储能工况下,循环寿命可达5000次以上;在电网调频工况下循环寿命为10000次左右。 展开更多
关键词 退役电池 梯次利用 备用电源 电网储能 调频 锂离子电池
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择优取向SnS2纳米片的可控制备和储钠性能研究 预览
10
作者 高飞 杨凯 +7 位作者 张子佳 王康康 范茂 刘皓 耿萌萌 张明杰 王凯丰 赵海雷 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期8144-8149,共6页
作为储钠负极材料,二硫化锡(SnS2)来源广泛,且具有较高的理论比容量(837 mAh/g)。然而由于其晶体结构的各项异性,充放电过程中Na+嵌入和脱出存在方向性,因此,可控调节SnS2片层材料生长方向,并深入研究生长取向对电化学性能的影响机理至... 作为储钠负极材料,二硫化锡(SnS2)来源广泛,且具有较高的理论比容量(837 mAh/g)。然而由于其晶体结构的各项异性,充放电过程中Na+嵌入和脱出存在方向性,因此,可控调节SnS2片层材料生长方向,并深入研究生长取向对电化学性能的影响机理至关重要。采用水热法,于SnS2材料生长过程中引入表面活性剂聚乙二醇(PEG),制备具有不同生长取向的SnS2片层材料,其中以(101)面择尤生长的SnS2纳米片可以提供较丰富的电化学反应活性位点以及快速的Na+迁移路径,从而加快电极反应动力学,因此电极表现出优异的倍率特性:在0.1 A/g电流密度下的可逆比容量为367 mAh/g,在更大电流密度2 A/g下的比容量依然有284 mAh/g。 展开更多
关键词 负极材料 二硫化锡 择优取向 倍率性能
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阻燃材料防止锂离子电池组热失控连锁反应研究 预览
11
作者 高飞 杨凯 +6 位作者 王康康 李向梅 刘皓 范茂 张明杰 耿萌萌 《合成材料老化与应用》 2018年第5期51-54,共4页
锂离子电池具有高能量密度、长循环寿命以及无污染等显著特点而得到广泛应用,然而在使用过程中锂离子电池有出现热失控连锁反应引发火灾的风险。本文针对锂离子电池的热失控连锁反应,制备了以三元乙丙橡胶为基体的阻燃防护材料,将其应... 锂离子电池具有高能量密度、长循环寿命以及无污染等显著特点而得到广泛应用,然而在使用过程中锂离子电池有出现热失控连锁反应引发火灾的风险。本文针对锂离子电池的热失控连锁反应,制备了以三元乙丙橡胶为基体的阻燃防护材料,将其应用在锂离子电池组中,通过燃烧试验研究其在锂离子电池热失控连锁反应中的防护隔离效果,试验结果表明使用该阻燃材料能够起到有效的热隔离防护作用,抑制了锂离子电池之间的热传递,切断锂离子电池热失控连锁反应的发生。 展开更多
关键词 锂离子电池 热失控 阻燃 三元乙丙橡胶
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磷酸铁锂电池恒流模式电化学阻抗特性实验
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作者 王志明 耿萌萌 +4 位作者 徐超 叶锋 高飞 杨凯 范茂 《科学通报》 CSCD 北大核心 2018年第13期1245-1252,共8页
电池的欧姆阻抗(Rs)、电荷传递阻抗(Rct)和离子扩散阻抗(Zw)等信息是判断储能电池功能状态的有效方法之一,这些信息可以通过恒流模式电化学阻抗谱(GEIS)来实现,因为GEIS更接近电池真实状态.本文采用恒流模式电化学阻抗(GEIS)... 电池的欧姆阻抗(Rs)、电荷传递阻抗(Rct)和离子扩散阻抗(Zw)等信息是判断储能电池功能状态的有效方法之一,这些信息可以通过恒流模式电化学阻抗谱(GEIS)来实现,因为GEIS更接近电池真实状态.本文采用恒流模式电化学阻抗(GEIS)方法研究了1700 mA h磷酸铁锂(LiFePO4)电池在不同温度下扰动信号正弦电流幅值的变化,以及在不同荷电状态(SOC)和不同温度下电池阻抗特性变化规律.实验结果表明,正弦电流最佳幅值随着温度升高而增大,而SOC与温度对电池的性能都有影响.相同温度下,Rs随着SOC增加稍有增加;Zw随着SOC增大而减小;Rct在040%SOC和60%100%SOC区间内明显减少,在40%60%SOC区间内呈增大趋势.在050℃下,Rs,Rct和Zw均随着温度升高而降低.电池阻抗特性受温度的影响比SOC影响更加显著.因此,电池在不同SOC和温度下阻抗特性能有效地反映电池内部极化状态,从而可预测储能电池的功能状态. 展开更多
关键词 磷酸铁锂电池 恒流模式电化学阻抗 荷电状态 储能
过充条件下锂离子电池组的热效应分析 预览 被引量:2
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作者 王康康 高飞 +4 位作者 朱艳丽 杨凯 刘皓 范茂 《合成材料老化与应用》 2017年第5期68-72,88共6页
基于有限元分析方法,利用ANSYS软件,建立了10Ah立方形锂离子单体电池的热模型,并验证了模型的可行性,在此基础上建立了4×4锂离子电池组的热模型,并研究了其在过充条件下的热效应,分析了电池组的生热规律。结果表明:实验和模拟测... 基于有限元分析方法,利用ANSYS软件,建立了10Ah立方形锂离子单体电池的热模型,并验证了模型的可行性,在此基础上建立了4×4锂离子电池组的热模型,并研究了其在过充条件下的热效应,分析了电池组的生热规律。结果表明:实验和模拟测得的单体电池表面中心的温度最大差值为2.4℃,验证了模型的可行性;锂离子单体电池的上表面温度明显高于其他表面,正极柱的温度高于负极柱;电池组的最高温度出现在电池组的几何中心;过充倍率越大,电池的温度升高速率越大,热不均衡性也越大;在相同的充电倍率下,相比于单体电池,电池组的温度升高速率更大,温差更大,热不均衡性更明显。 展开更多
关键词 锂离子电池 过充 热模型
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镀金光纤布拉格光栅传感器用于锂离子电池原位检测的可行性
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作者 刘延超 方进 +5 位作者 徐翀 魏斌 官亦标 范茂 闫旭锋 高超 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2017年第4期105-111,共7页
提出了一种在锂离子电池制作过程中粘贴镀金光纤布拉格光栅(FBG)传感器的锂离子电池原位检测方法,该方法可用于采集锂离子电池的初始物理量。研究了将镀金FBG传感器埋人锂离子电池的位置及方法,分析了埋入镀金FBG传感器后电池的性... 提出了一种在锂离子电池制作过程中粘贴镀金光纤布拉格光栅(FBG)传感器的锂离子电池原位检测方法,该方法可用于采集锂离子电池的初始物理量。研究了将镀金FBG传感器埋人锂离子电池的位置及方法,分析了埋入镀金FBG传感器后电池的性能。对锂离子电池进行了充放电实验,并拆封了实验所用的电池样本。实验结果表明,镀金FBG传感器可用于一般环境下的温度采集;锂离子电池中FBG传感器的镀金层遭到腐蚀,导致FBG传感器的波长产生漂移,镀金层避免了裸FBG传感器的结构受到破坏,因此对FBG传感器重新标定后,可采集电池内部的温度。该研究为应用于锂离子电池原位检测的FBG传感器的选择提供了参考。 展开更多
关键词 光纤光学 锂离子电池 原位检测技术 光纤布拉格光栅传感器 传感器标定 充放电实验
大容量梯次利用电池储能系统工程技术路线研究 预览 被引量:9
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作者 白恺 李娜 +3 位作者 范茂 徐彭亮 董文琦 巩宇 《华北电力技术》 CAS 2017年第3期39-45,共7页
随着电动汽车电池的大量退役和电力储能需求的增长,动力电池退役后规模化应用于储能系统成为技术趋势之一,文章从工程角度梳理了动力电池梯次利用于电力储能的全过程技术路线,包括退役电池批量筛选、系统设计及集成、工程安装调试和... 随着电动汽车电池的大量退役和电力储能需求的增长,动力电池退役后规模化应用于储能系统成为技术趋势之一,文章从工程角度梳理了动力电池梯次利用于电力储能的全过程技术路线,包括退役电池批量筛选、系统设计及集成、工程安装调试和运维等,并对各环节中的关键技术问题予以阐述,为大容量梯次利用电池储能工程提供参考。 展开更多
关键词 退役动力电池 大容量电力储能 系统集成
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软包磷酸铁锂电池低温热安全性能研究 预览 被引量:5
16
作者 王绥军 傅凯 +3 位作者 官亦标 刘曙光 徐彬 范茂 《储能科学与技术》 CAS 2016年第2期204-209,共6页
本文以剩余容量接近80%的软包磷酸铁锂电池为研究对象,研究其在-10℃低温充放电循环后的安全性能。对低温和常温循环后的电池进行热失控实验分析,同时解剖电池并测试电池材料的锂元素含量和热稳定性能。测试结果表明,电池低温循环过程... 本文以剩余容量接近80%的软包磷酸铁锂电池为研究对象,研究其在-10℃低温充放电循环后的安全性能。对低温和常温循环后的电池进行热失控实验分析,同时解剖电池并测试电池材料的锂元素含量和热稳定性能。测试结果表明,电池低温循环过程中容量急剧衰减,低温循环后电池热失控温度明显降低,低温循环过程中电池负极析出了锂单质,电池材料的热稳定性也发生了变化。另外,还对低温循环后的电池进行了满电状态下的常温搁置实验,实验过程中电池全部产生胀气现象,通过进一步测试分析发现,气体以CO和H_2为主。与新电池对比发现,剩余容量接近80%的软包磷酸铁锂电池低温下充放电循环更容易产生锂枝晶,造成其电化学性能发生严重的不可逆衰退,热失控温度明显提前,因此剩余容量接近80%的磷酸铁锂电池应避免在低温下运行。 展开更多
关键词 锂离子电池 低温性能 锂枝晶 热安全性能
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退运电动汽车动力电池性能测试与分析 预览 被引量:2
17
作者 刘道坦 范茂 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2016年第3期532-535,共4页
全面测试了从某纯电动汽车退运的锰酸锂电池系统中各电池的容量、内阻、容量保持率等关键性能参数,统计分析了电池相关参数的变化及分布规律;同时测试并分析了退运电动汽车电池的充电容量、放电容量、容量保持率与电池内阻的关系,并研... 全面测试了从某纯电动汽车退运的锰酸锂电池系统中各电池的容量、内阻、容量保持率等关键性能参数,统计分析了电池相关参数的变化及分布规律;同时测试并分析了退运电动汽车电池的充电容量、放电容量、容量保持率与电池内阻的关系,并研究了退运电动汽车电池的低温放电性能,提出了退运动力电池二次应用时的建议。 展开更多
关键词 电动汽车 锂离子电池 二次利用
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碳纤维布加固钢筋混凝土框架梁荷载试验研究 预览 被引量:1
18
作者 范茂 《价值工程》 2015年第35期104-105,共2页
本文以碳纤维加固框架梁荷载试验为例,介绍了如何通过现场静载试验研究受荷后框架梁的挠度及裂缝的发展情况,从而对加固后框架梁进行性能评定,并指出碳纤维加固技术的发展前景。
关键词 碳纤维 框架梁 加固 荷载试验
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高校公共机房管理模式 预览 被引量:14
19
作者 范茂 《电脑知识与技术:学术交流》 2010年第3X期2274-2274,2281共2页
探讨高校公共机房如何利用先进的技术进行管理,使机房的利用率和完好率得到最大的优势。
关键词 计算机 公共机房 高校 管理模式
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Matlab外部接口的研究综述 预览
20
作者 范茂 《福建电脑》 2010年第8期 50-51,91,共3页
MATLAB是一个很优秀的科学计算软件,同时自身存在一些局限,不能独自成为一个优秀卓绝的开发工具。我们通过对Matlab外部程序接口研究,探讨通过外部接口与其他高级语言(如VC++)混合编程方法,使得MATLAB能扬长避短,方便快捷地开发界... MATLAB是一个很优秀的科学计算软件,同时自身存在一些局限,不能独自成为一个优秀卓绝的开发工具。我们通过对Matlab外部程序接口研究,探讨通过外部接口与其他高级语言(如VC++)混合编程方法,使得MATLAB能扬长避短,方便快捷地开发界面友好、运算功能强大且计算稳定的应用软件。 展开更多
关键词 MATLAB VC MATLAB C/C++数学库 动态连接库DLL MEX 文件
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