基于竞争风险的燃料电池发动机多失效模式统计相关性分析_陈铁

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匹配不同动力电池的纯电动汽车全生命周期节能减碳评价研究

匹配不同动力电池的纯电动汽车全生命周期节能减碳评价研究陈轶嵩;郝卓;兰利波;付佩;陈昊
【期刊名称】《汽车工程学报》
【年(卷),期】2022(12)4
【摘要】为评估匹配不同动力电池的纯电动汽车(Battery Electric Vehicle,BEV)全生命周期环境影响,以某款已上市纯电动汽车为研究对象,分别匹配4款常用动力电池,基于GaBi软件搭建生命周期评价模型,对其进行2021年与2030年全生命周期能源消耗与环境排放研究,并选取关键参数因子进行敏感性分析。

研究表明,匹配钛酸锂电池的纯电动汽车化石能源消耗(ADP(f))与全球变暖潜值(Global Warming Potential,GWP)均为最高;纯电动汽车在运行使用阶段与生产制造阶段具有较高的能耗与排放;到2030年,纯电动汽车全生命周期ADP(f)与GWP将显著降低,同时随着电力结构的优化与动力电池充电效率的提升,匹配不同动力电池的整车ADP(f)与GWP也将随之降低。

【总页数】11页(P517-527)
【作者】陈轶嵩;郝卓;兰利波;付佩;陈昊
【作者单位】长安大学
【正文语种】中文
【中图分类】U469.72
【相关文献】
1.基于不同发电构成的电动汽车全生命周期成本碳排放分析
2.纯电动汽车动力电池匹配技术的研究
3.纯电动汽车动力系统全生命周期节能减排绩效评价研究
4.增程式电动汽车全生命周期节能减排绩效评价
5.纯电动汽车生命周期碳排放影响因素的研究
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fmea失效模式分析案例

fmea失效模式分析案例FMEA（Failure Mode and Effects Analysis）是一种通过对系统、设备或过程中可能出现的潜在故障模式进行分析，评估其可能影响和后果的方法。

以下是一个关于汽车发动机失效模式分析的FMEA案例。

在汽车发动机的运行过程中，可能会出现多种失效模式。

其中，一个常见的失效模式是发动机燃烧室气缸壁的损坏。

这种损坏可能会导致燃烧室的气密性降低，从而导致发动机性能下降甚至无法正常工作。

根据这种失效模式，我们可以进行FMEA分析，以评估其可能的影响和后果，并提出相应的措施进行预防或修复。

首先，我们需要识别这种失效模式的潜在原因。

一种可能的原因是发动机长时间高速运转，导致燃烧室温度过高，进而引起气缸壁的热疲劳破裂；另一种可能的原因是不合适的燃烧室设计，导致气缸壁过薄，无法承受高压和高温的燃烧压力。

接下来，我们需要评估这种失效模式的可能影响和后果。

首先，气缸壁的损坏将导致燃烧室的气密性下降，导致燃烧效率下降，功率输出降低。

其次，气缸壁的损坏还可能引起冷却系统的泄漏，导致发动机过热甚至严重损坏。

最后，我们需要针对这种失效模式提出相应的措施进行预防或修复。

首先，可以通过改进发动机设计，增加气缸壁的厚度和材料强度，以提高其抗压和抗热疲劳能力。

其次，通过定期检查和维护发动机，及时发现和修复燃烧室气缸壁的损坏。

此外，还可以加强发动机冷却系统的设计，以确保发动机在高温环境下的正常运行。

通过对发动机燃烧室气缸壁损坏失效模式的FMEA分析，我们可以更全面地了解这种失效模式的潜在原因、可能的影响和后果，进而采取相应的措施进行预防或修复，以提高发动机的可靠性和性能。

同时，FMEA分析也可以为其他失效模式的分析提供参考，以实现对系统、设备或过程的全面考虑和持续改进。

高性能长寿命燃料电池发动机系统的开发研制

高性能长寿命燃料电池发动机系统的开发研制
成果介绍
本项目采用自下而上、迭代反馈的研究策略，从关键部件、高性能电堆及系统、燃料电池发动机系统、整车集成与核心部件及整机的测试与评价技术几个层面突破制约燃料电池发动机系统高效发电与耐久性的关键问题，形成一整套完整的高性能燃料电池发动机系统的核心技术。

项目以高功率密度和快速低温启动的质子交换膜燃料电池产业化应用示范为目标，在低贵金属或非贵金属催化剂方面的研究取得了重大突破，并开发设计了多层阴阳催化剂层结构，具有先进性。

该项目的成功实施可以推动国内的燃料电池的技术储备和升级，为中国的新能源汽车的应用推广打下基础。

主要技术创新点
1.快速低温启动策略：研究包括金属堆和传统石墨堆的特性差异，包括所用的材质、物理特性、结构差异，对水、气、热管理要求的不同，通过模拟设计和实验验证，突破现有的辅助及控制管理技术局限。

2 .采用多工步连续冲压成形新工艺，同步实现反应气流道和三维换热流场的设计实现金属板的精密加工，提升电堆的水热转输效果。

3 .高效、精密、智能的辅助与控制系统：开发自动监控、识别和调控的智能化管理系统，集成化的快速精确响应的水-热-气控制系统，配合自学习和修复式的运算模式，提升电池的多工况适应性和电堆寿命。

4 .模块化集成、运行可靠的整车系统：模块化布置燃料电池模块、空压机、冷却系统、变电系统、控制系统、辅助电池组的布局设计，满足燃料电池动力底盘布置需求。

人工神经网络在汽车发动机故障诊断中的运用

动机故障检修更多的方法和途径，以更好地助推汽车发
动机的快速发展珥
发动机故障断神经网络
较一，
用于发动机故障断关
于
，
在较大发展间& 于，对应用于汽车发动
机故障断人工神经网络进行了系统，提了
发动机故障诊断未来的发展方向&
1人工神经网络在汽车发动机故障诊断中的应用
1.1 BP神经网络
模式识类聚，具
的故障分类的结，结果
表明：SOM神经网络可以有效地应用于发动机电控系统
的故障诊断中。李刚等问利用EDM与SOM神经网络结合的建立了气发动机故障诊断法，其具体做法是
将燃气发动机振动信号进行EMD分解，
出MF分
量的能量作为故障诊断的特征，以作为训练样本输
入SOM神经网络进行类聚,然后对气发动机在正常、气门间隙大、排气气种状态的号进行分析。结果
等优点，对于非线性函数较强的实用性叫
王提等8＞通过采集北京现代2005款途胜汽车G4GC
型电控发动机的故障数据流为训练输入样本，
对应
的故障作为输岀样本对神经网络进行训练，从而 .
了 RBF神经网络故障诊断，结果表明，该网络具有较
高的故障诊断精度和诊断速度&谢春丽等冏利用RBF神经网络了发动机的故障诊断，其体做法是通过汽
方面入手，一面是利用算法优化神经网络的网络参数，这
样神经网络的预测精度会更高；另一个方面可以利用神经
网络建立非线性关系作为适应函数联合相应的算法(如
遗传算法、粒子群算法等)，对发动机工作参数进行优化。
参考文献：
[1] 石"，王兴成.概率神经网络在发动机故障诊断中的应用卩].

燃料电池发动机综合性能评价工具——FCE-CPET

６５５
器的结构进行了优化设计．对工程实际应用具有一定的指导作用．
ＤｓｎａｄＯｆｉｔｎＪ．ｏｒａ０Ｐｗｒｏｒｓ２０。ｅｉｐｍｚｉ［］ＪｕｌｆｏｅＳｕｅ，０７ｇｎｉａｏｎｃ１８（）３１３９６１：９ —９．［］邹波，日军，４陈魏巍．车用液力元件的研究现状和发展趋势
ａｄｆａｃ，ａｄｔｅｄｓｙｌｓｌｎ．Ｔｉｐｐｒｅｔｂｉｈｄｔｅｍａｅｔａｍｏｅｆａｒｆｔｒｂｓｄｎｎｎｅｎｈｅｉｃｃｅｉｇｈｓａｅｓａｌｅｔｍａｃｌ３ｉｎｇｏｓｈｈｉＤｄｌｉｉｅａｅｏｌ
ＣｍｍｎｃｔｎｎＨｅｔｎａｓＴａｓｒ２０，６７：８ｏｕｉａｏｓｉａａｄＭｓｒｎｆ，０９３（）６０ｉｅ
—
６５．８
［］陈专，６吕洪，马建新．ＦＥ空气过滤吸附材料压降试验与仿，Ｃ真研究［］计算机仿真，０９２（）２６— ９．Ｊ．２０，５：６９２８［］ｗｕＧｏａｇＨＡＧＺｅ，ＨＮＸａｌｇＮｍｒａＳｕ — ７ｕｉ，ＵＮｈｎＣＥｉｉ．ｕｅｃｍｌｊｎｏｎｉｌｉａ
ＣＩｈｉａ。ＸＡＳｕ— ｕｎ－－ＵＸａ，Ｌｉｏ．一ＵＨｎｏｇ，
（．ＳｈｏｏＡｔｍｔｅｔｄｓ２ＣｅｎＥｅｙＡｔｔｅｎｉｅｒｇＣｎｅ，ｏｇｉｎｖｒｔ，ｈｎｈｉ０８４Ｃｉ１ｃｏｌｆｕｏｖｕｉ；．ｌｏｉＳｅａｎｒｇｕｍｏｖＥｇｅｉｅｔＴｎｊＵｉｓｙＳａｇａ２１０，ｈａ）ｏｉｎｎｒｅｉｎＡｂｔａｔｓｒｃ：Ｔｅａｒｆｔｒｄｓｎｎｆｕｌｃｌｖｈｃｅｗｔｘｅｍｅｔａｄｐｎｉｌｅｄｏｆｎｒｙｈｉｉｅｅｉｉｇｏｅｅｌｅｉｌｉｅｐｒｎｎｒｃｐｅｎｅｓａｌｔｏｅｇｌｇｆｈｉｉｅ

基于概念模型的燃料电池发动机FMEA研究方法

目前燃料电池发动机系统主要分为：电堆与
收稿日期：２０１３一Ｏ１— ２８
上海汽车
２０１３．０４
・
３・
车载供氢系统、空气供应系统、氢气供应系统、水热管理系统、电控系统等５大系统。由于现有燃
ｇｏｏｄｇｅｎｅｒａｌｉｔｙａｎｄｅｘｔｅｎｓｉｂｉｌｉｔｙｉｓｂｕｉｌｔ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｉｓｃｏｎｃｅｐｔｕａｌｍｏｄｅｌ，ｔｈｅｆｕｅｌｃｅｌｌｅｎｇｉｎｅｉｓａｎａｌｙｚｅｄｂｙ“ＦａｉｌｕｒｅＭｏｄｅａｎｄＥｆｆｅｃｔＡｎａｌｙｓｉｓ ” ．Ｄｕｒｉｎｇｔｈｉｓｐｒｏｃｅｓｓ．ｔｈｅｍｅｔｈｏｄｏｆ“ＳｔｒｕｃｔｕｒｅＴｒｅｅ ’ ’ ｉｓａｌｓｏｕｓｅｄｔｏｒｅａｃｈｔｈｅｉｎｆａｌａｉｍ，ｗｈｉｃｈｉｓｔｏｉｎｆｄｔｈｅｗｅａｋｎｅｓｓａｎｄｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｓｏｆｔｈｉｓｓｙｓｔｅｍ．Ｉｔｎｏｔｏｎｌｙｉｍｐｒｏｖｅｓｔｈｅｓｙｓｔｅｍｓａｆｅｔｙ，ｂｕｔａｌｓｏｍａｋｅｓｉｍｐｏｒｔａｎｔｅｆｆｅｃｔｓｆｏｒｐｒｏｍｉｓｉｎｇｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｎｄ

高炉内还原性煤气的能量利用分析与数值模拟

高炉内还原性煤气的能量利用分析与数值模拟冯明霞;陈韧;李强【摘要】Based on multiple transfer theory and metallurgical reaction engineering , the numerical simulation model for blast furnace has been built .And the surplus of chemical energy of gradually reduced iron oxides in blast furnace is analyzed .It seems to research that there are excess thermodynamics condition but insufficient kinetics ones in the top half of blast furnace .In other word , there is a mis-match between the heatenergy and chemical energy in the top -space of reactor .This can provide the basis for further development of new technology and process .%基于多相传输理论和冶金反应工程学方法建立了高炉数值模拟模型，分析了高炉内铁氧化物逐级还原的化学能富余情况。

研究可知，在高炉中上部其热力学条件富余而动力学或传输条件不足，即反应器上部空间的热能（温度）和化学能（还原势）不匹配，为进一步开发相关新的工艺和方法奠定基础。

【期刊名称】《辽宁科技学院学报》【年(卷),期】2014(000)003【总页数】3页(P1-2,5)【关键词】高炉;煤气利用率;化学能;数值模拟【作者】冯明霞;陈韧;李强【作者单位】辽宁科技学院冶金工程学院，辽宁本溪117004;辽宁科技学院冶金工程学院，辽宁本溪117004;东北大学材料与冶金学院，辽宁沈阳110004【正文语种】中文【中图分类】TF53高炉冶炼的本质是利用碳的直接还原和煤气的间接还原，将铁矿石或含铁原料中的高价铁还原成液态金属的过程。

燃料电池轿车动力系统研究(1)

本文主要以我校研制的燃料电池轿车为基础，通过分析燃料电池汽车用各主要部件的工作原理及特性，建立各部件用于仿真的数学模型，且在此模型基础上建立燃料电池汽车用驱动系统的仿真模型。
作为动力源的燃料电池发动机，其工作特性对整车的性能影响较大，通过实验数据分析燃料电池发动机的反应具有滞后性，且其性能随着工作条件的变化以及工作时间的增加不断发生变化，因此利用ＡＲＭＡ算法建立燃料电池发动机动态预测模型，同时也利用局部学习法建立燃料电池发动机动态预测模型，在分析这两种动态模型的优缺点的基础上，提出了燃料电池发动机局部学习ＡＲＭＡ动态模型。
在中国，随着人们收入水平的提高，机动车的数量也在急剧增加。２００８年，我国汽车产量去年中国生产汽车９３４．５万辆，同比增长５．２％，超过美国的８６８．１万辆位居世界第二【６】。据中国公安部网站消息，２００９年第一季度全国机动车统计数据显示，全国机动车保有量日增３．２万辆。截至２００９年３月，全国机动车保有量为１．７亿多辆。车辆的增加除了对道路建设提出更高的要求外，最直接的后果便是带来能源问题与环境问题。
利用本文所建立的燃料电池发动机及驱动系统的模型，在ＭＡＴＬＡＢ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ环境下，选择ＵＤＤＳ循环工况进行仿真分析，比较几种燃料电池轿车动力系统结构，得出了提高燃料电池轿车发动机寿命的动力性、工作效率等一些重要性能的仿真结果。
关键词：燃料电池，电动轿车，动力系统，建模，仿真
Ａｂｓｔｒａｃｔ
ＩＩＩ
独创性声明
本人声明，所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特另ｗＪＪｊｌｌ以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得武汉理工大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。

丁醇柴油对发动机性能的影响研究

丁醇柴油对发动机性能的影响研究肖明伟;何金戈;张惜辉;陈振斌【摘要】按照体积分数配制出不同配比的丁醇柴油,并在一台双缸直喷式柴油机上,对燃烧不同配比丁醇柴油时发动机的燃油经济性和排放性进行了试验.研究结果表明:在柴油机参数不做改变的情况下,燃烧丁醇柴油的当量燃油消耗率变化不大,颗粒排放显著减少,但HC排放明显增加;CO排放量在小负荷时略有增加,而在中高负荷时明显降低;NOx排放量在中小负荷工况下都有明显降低,但在大负荷工况下有所增加.【期刊名称】《可再生能源》【年(卷),期】2014(032)008【总页数】4页(P1231-1234)【关键词】柴油机;丁醇;当量燃油消耗率;排放【作者】肖明伟;何金戈;张惜辉;陈振斌【作者单位】海南大学机电工程学院,海南海口 570228;海南大学机电工程学院,海南海口 570228;海南大学机电工程学院,海南海口 570228;海南大学机电工程学院,海南海口 570228【正文语种】中文【中图分类】TK4640 引言由于石油资源面临着日益枯竭的危机，世界各国都在致力于研究清洁、低污染以及可再生的生物燃料。

目前常用的生物燃料有甲醇、乙醇、丁醇以及生物柴油等。

当前研究和应用比较广泛的是乙醇和生物柴油，但是丁醇由于诸多优势受到越来越多的重视。

丁醇是近年来国内外开始关注的一种新型替代燃料，它可以利用生物质制取，生物丁醇除了可以从谷物、小麦、甘蔗等提取外，木质茎、稻草、农业残余物、玉米纤维和外皮等均含有大量的纤维素和部分木质素，也可以作为制取生物丁醇的原材料[1]。

与甲醇和乙醇相比，丁醇的热值和能量密度高，汽化潜热小，能与汽油和柴油以较高的比例掺混互溶，同时丁醇的腐蚀性小，不必改造原有发动机燃油供给系统的结构[1]～[4]。

由于这些优点，国内外研究者对其与汽柴油掺混燃烧进行了初步研究。

本文通过发动机台架实验对丁醇柴油混合燃料进行了研究，分析了体积掺混比为10%，15%和20%的丁醇柴油对发动机经济性和排放性的影响，为丁醇柴油的深入研究和推广提供理论和试验依据。

基于模型的发动机喘振故障关键参量仿真与预测

１９６
兵器装备工程学报
ｈｔｔｐ：／／ｓｃｂｇ．ｑｋｓ．ｃｑｕｔ．ｅｄｕ．ｃｎ／
机仿真。为此，本节在动力学模型的基础上，采用Ｓｉｍｕｌｉｎｋ，气动热力仿真模型，参照文献［１７］，本文以小涵道比，不考虑
给出详细的喘振仿真模型。
加力工作影响的涡扇航空发动机运行过程中各部件所遵循
１．２航空发动机整体仿真模型
３．ＥｎｇｉｎｅＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，ＣｈｉｎａＦｌｉｇｈｔＴｅｓｔａｎｄＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｍａｏｍｉｎｇ５２５０００，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｓｕｒｇｅｆａｕｌｔｓｕｒｇｅｗｉｌｌｓｅｒｉｏｕｓｌｙｄａｍａｇｅｔｈｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｅｎｇｉｎｅｏｐｅｒａｔｉｏｎａｎｄｅｖｅｎｔｈｅｓａｆｅｔｙｏｆｔｈｅａｉｒｃｒａｆｔ，ｒｅｓｕｌｔｉｎｇｉｎｓｅｒｉｏｕｓｃｏｎｓｅｑｕｅｎｃｅｓ．Ｔｈｅａｂｎｏｒｍａｌｖａｒｉａｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｋｅｙｐａｒａｍｅｔｅｒｓｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｉｎｇｓｕｒｇｅｆａｕｌｔｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅａｅｒｏｔｈｅｒｍｏｄｙｎａｍｉｃｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆａｅｒｏｅｎｇｉｎｅｉｎｏｐｅｒａｔｉｏｎ，ｔｈｅｗｈｏｌｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｏｆａｅｒｏｅｎｇｉｎｅｗａｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ，ａｎｄｔｈｅｃｈａｎｇｅｏｆｋｅｙｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｓｕｒｇｅｆａｕｌｔｗａｓｓｉｍｕｌａｔｅｄ．ＴｈｅＬＳＴＭｎｅｕｒａｌｎｅｔｗｏｒｋｍｏｄｅｌｗａｓｕｓｅｄｔｏｐｒｅｄｉｃｔｔｈｅｔｒｅｎｄｏｆｄａｔａｃｈａｎｇｅｓ．Ｂｙｃｏｍｐａｒｉｎｇｗｉｔｈｔｈｅｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｏｆｏｔｈｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｎｅｔｗｏｒｋａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ，ｔｈｅｖａｌｉｄｉｔｙｏｆＬＳＴＭｍｏｄｅｌｉｎｐｒｅｄｉｃｔｉｎｇｔｈｅｃｒｉｔｉｃａｌｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｓｕｒｇｅｆａｕｌｔｗａｓｖｅｒｉｆｉｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｕｒｇｅｆａｕｌｔ；ａｅｒｏｅｎｇｉｎｅ；ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｍｏｄｅｌ；ｔｒｅｎｄｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ；ｃｙｃｌｉｃｎｅｕｒａｌｎｅｔｗｏｒｋ

燃料电池发动机故障诊断专家系统设计与研究

包含有压力、流量、温度、液位、电导率、相对湿度、电压、电流等传感器．根据其故障原因可分为偏差
氢气低压几种故障进行识别；Ｍ．Ｇｒｅｒ和Ｒｅｂｃ６．
Ｑｕｎ７ａ［等利用放障树分析法对燃料电池发动机
０引
言
１燃料电池发动机的故障特点分析
以自主研发的６Ｗ燃料电池发动机为例，０ｋ
作为一种清洁、高效、境友好的新型动力环
源，料电池发动机由于成本、用寿命、燃使耐久性
其结构见文献Ｃ２８中的图Ｉ从功能结构上可细分．为氢气供给系统、空气供给系统、湿系统、气加氢
的常见故障建立了故障树模型，但如何进一步完善模型并将之应用到实际中还有待探讨．家系专统可以充分利用和积累本领域的专家知识和技术人员的维修经验，结合一定的推理方法，实现故障的快速检测、确定位和预测，能提出相关维修准并方法和建议，因此，设计燃料电池发动机可离线和
Ｖ０．３Ｎｏ２１５．Ａｐｒ２．０１１
燃料电池发动机故障诊断专家系统设计与研究＊
全睿” 全书海谢长君陈启宏
武汉４０７）３００（汉理工大学汽车工程学院” 武汉理工大学自动化学院武
和可靠性等因素制约了其产业化和市场推广程

基于竞争失效的航空发动机剩余寿命预测

二、文献综述
而基于模型的预测方法则是通过建立数学模型或物理模型来模拟航空发动机的性能演变过程，从而预测其剩余使用寿命。随着大数据技术的发展，数据驱动的预测方法逐渐成为研究热点。
三、研究背景
三、研究背景
航空发动机的运行数据包括运行时间、温度、压力、油耗等，这些数据可以反映航空发动机的性能状态。通过对这些数据的分析，可以提取出影响航空发动机性能的关键因素，进而建立预测模型。此外，大数据技术还可以处理大量的数据，提高预测的准确性和效率。本研究旨在利用大数据技术，建立数据驱动的航空发动机剩余使用寿命预测模型，为提高航空器的安全性和性能提供支持。
内容摘要
研究更多种类的深度学习模型，以期在航空发动机剩余寿命预测方面取得更好的性能；（3）结合多模态数据（如图像、文本等）进行航空发动机剩余寿命预测，从而丰富模型的输入信息来源；（4）研究适用于实时预测的在线学习算法，以便对航空发动机的运行状态进行实时监测和预警。
内容摘要
本次演示对基于1DCNN和BiLSTM的航空发动机剩余寿命预测方法进行了详细探讨和实验验证，为该领域的研究提供了一定参考价值。然而，限于篇幅和时间，本次演示的研究还存在诸多不足之处，例如未能详尽地对比其他竞争对手方法、未能对模型进行大规模的工业化应用验证等。在未来的研究中，我们将继续深入探讨航空发动机剩余寿命预测相关问题，以期为航空领域的可持续发展提供有力支持。
基于竞争失效的航空发动机剩余寿命预测
01 引言
03 研究方法 05 结论
目录
02 文献综述 04 结果与讨论 06 参考内容
引言
引言
航空发动机是一种高度复杂的机械设备，其正常运行对于飞机的安全和性能至关重要。然而，由于工作环境的高度苛刻和运行条件的恶劣，航空发动机时常会出现各种故障，其中竞争失效是一种常见的故障模式。竞争失效是指多种故障同时或交替发生，导致发动机无法正常运行。在这种情况下，发动机的剩余寿命预测变得尤为重要。

基于循环工况的燃料电池堆电压一致性评价

( 1. 同济大学汽车学院,上海 201804; 2. 中国汽车技术研究中心有限公司,天津 300300 )
摘要:基于车用动态循环工况,对车用燃料电池堆进行 1 044 h 耐久性实验。基于实验数据,从电流和运行时间两个方面进行
燃料电池堆电压一致性研究,发现电压一致性随电流的增加和运行时间的延长而变差。在此基础上,提出一种改进的单体电
。该循环工况包含怠速、加速、减速和匀
在耐久性循环工况实验中,一次循环为 20 min。实验完
化曲线测线
从图 2 可知,C v 随电流和运行时间的变化而变化,因此
和运行时间两方面,分析单体电池电压的一致性。
在 0 h、360 h、746 h 和 1 044 h 时,不同电流下单体电池
( 1. School of Automotive Studies,Tongji University,Shanghai 201804,China;
2. China Automotive Technology & Research Center Co.,Ltd., Tianjin 300300,China )
衡,最大值和最小值相近。随着放电电流的增加,单体电池
电压逐渐降低,分布出现明显波动。这是由燃料电池的极化
特性决定的。燃料电池的极化损失包含:活化损失、欧姆损
电
218
池
BATTERY BIMONTHLY
失和质量传输损失。随着燃料电池堆电流的增大,欧姆损失
和质量传输损失都将增大,单体电池电压有所下降。在额定
载时好。 P. Moçotéguy 等[8] 对高温 PEMFC 进行 650 h 的寿命
刘亚楠等
[4]
研究某固定电站用燃料电池系统在恒负载

一种燃料电池系统多模式双层故障诊断方法[发明专利]

专利名称：一种燃料电池系统多模式双层故障诊断方法专利类型：发明专利
发明人：章仕起,郭小强,魏玉鹏,杨勇,宋柳
申请号：CN202111181938.4
申请日：20211011
公开号：CN113962259B
公开日：
20220603
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种燃料电池系统多模式双层故障诊断方法，涉及氢储能电池技术领域，包括采集的燃料电池系统运行数据，其包含温度、电压、电流、流量和湿度，之后对运行数据进行筛选和预处理，基于不同工作状态下，通过多元高斯分布故障检测算法对故障进行初步检测，筛选出故障运行时的数据，利用典型故障运行数据训练支持向量机故障诊断算法。

之后通过改进的协方差公式提取有效故障数据，再利用训练好的支持向量机算法对故障运行时的有效故障数据进行故障分类，其类型分为低压故障、高压故障、膜干故障和低空气过量系数故障，最后利用交叉验证方法验证模型检测的准确率。

本发明能及时、准确对燃料电池系统进行定位与诊断。

申请人：燕山大学
地址：066004 河北省秦皇岛市海港区河北大街438号
国籍：CN
代理机构：石家庄众志华清知识产权事务所(特殊普通合伙)
代理人：张建
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竞争失效下多元退化建模的航空发动机可靠性分析

基于具有随机效应非线性随机过程建立各性能参
数退化失效模型ꎻ使用Ｃｏｐｕｌａ函数定量描述多元
退化参数的相关性ꎻ采用比例危险模型ꎬ建立性能
退化影响下的突发失效与退化失效的竞争失效模
型ꎬ最终实现航空发动机系统的可靠性评估.
１系统可靠性建模
１１基本假设
１) 系统失效是多元退化失效和突发失效两
ｉｄｅｎｔｉｆｙｔｈｅｍｏｄｅｌｐａｒａｍｅｔｅｒｓ. Ｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎｄａｔａｏｆａｅｒｏ￣ｅｎｇｉｎｅｓꎬ
ｔｈｅｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｅｖａｌｕａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｍｕｌｔｉｖａｒｉａｔｅｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｕｎｄｅｒｃｏｍｐｅｔｉｔｉｖｅｆａｉｌｕｒｅｉｓｒｅａｌｉｚｅｄꎬ
( ＤＴＳ) 模型ꎬ考虑系统运行环境因素的影响ꎬ能
在进行系统可靠性评估时ꎬ上述文献只运用
随机过程进行系统退化建模ꎬ没有考虑到退化过
程的非线性以及不同个体之间存在差异性. 同时ꎬ
对于失效相关性问题ꎬ较少进行多元退化失效和
突发失效的相关竞争失效研究. 因此ꎬ本文依据航
空发动机性能退化数据分析其存在的失效模式ꎻ
利用退化量Ｘ( ｔ) ~ Ｎ( μΛ ( ｔ) ꎬσ２ Λ ( ｔ ) ) ꎬ且
μ ~ Ｎ ( μ β ꎬσ２β )ꎬ通过连续型随机变量的全概率公
够提高评估精度ꎬ但建模过程较为复杂.
过程的概率密度函数和分布函数分别为
与系统的性能退化量存在内在联系ꎬ采用比例危
险模型ꎬ定量分析系统性能退化过程对突发失效
ｓｙｓｔｅｍｓｕｎｄｅｒｃｏｍｐｅｔｉｔｉｖｅｆａｉｌｕｒｅꎬ ａｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｅｖａｌｕａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｏｆｒｅｌａｔｅｄｃｏｍｐｅｔｉｔｉｖｅｆａｉｌｕｒｅ

航空发动机限寿件概率失效风险评估的等效应力转化

航空发动机限寿件概率失效风险评估的等效应力转化丁水汀;郭祎玮;李果;周煜【摘要】提出一种从整个飞行循环出发并基于全局的限寿件等效应力转化方法,将转化后的等效应力作为概率失效风险评估的输入条件,从而获得更为精确的失效风险结果.首先通过流固耦合数值模拟获得限寿件在整个飞行循环的瞬态应力,然后基于雨流计数法及线性累计损伤理论编制转换程序,将限寿件模型全部节点上的瞬态应力转化为等效应力,最后作为概率失效风险分析流程的输入条件确定寿命期内的概率失效风险.相同飞行循环条件下,与基于局部最大应力的转化方法相比,全局等效应力转化方法获得的失效风险更低.该方法的提出,为我国民机型号概率失效风险评估时作为关键输入数据应力的确定给出了定量参考,有力支撑了适航取证.【期刊名称】《燃气涡轮试验与研究》【年(卷),期】2019(032)001【总页数】8页(P1-7,19)【关键词】航空发动机;限寿件;适航取证;概率失效风险评估;流固耦合;全局应力转化方法;雨流计数法;线性累计损伤理论【作者】丁水汀;郭祎玮;李果;周煜【作者单位】北京航空航天大学能源与动力工程学院航空发动机气动热力国家级重点实验室,北京100191;北京航空航天大学能源与动力工程学院航空发动机气动热力国家级重点实验室,北京100191;中国航发商用航空发动机有限责任公司,上海200241;北京航空航天大学能源与动力工程学院航空发动机气动热力国家级重点实验室,北京100191;多伦多大学航空航天研究所,多伦多M3H5T6;北京航空航天大学交通科学与工程学院,北京100191【正文语种】中文【中图分类】V232.31 引言通常，因失效可能引起航空发动机危害性事故的部件定义为航空发动机限寿件[1]，包括发动机的主要转子结构件和部分静子结构件，如各类旋转轮盘和承压机匣等。

航空发动机适航规章FAR/CCAR-33.70条款及AC 33.14、AC 33.70-1要求，限寿件必须开展寿命期内的概率失效风险评估工作。

基于竞争失效的导弹机电产品可靠性评估

基于竞争失效的导弹机电产品可靠性评估
汤杰;张研;王者蓝;陈洋;赵凡;姚军
【期刊名称】《装备环境工程》
【年(卷),期】2024(21)3
【摘要】目的解决导弹机电产品退化-突发竞争失效模式下的可靠性评估问题。

方法对导弹典型机电产品电机进行贮存失效分析,同时考虑双参数退化失效和突发失效对电机贮存可靠性的影响。

首先,以具有随机效应的非线性Wiener过程描述电机贮存退化失效过程中的非线性、随机性和样本差异性。

然后,采用Weibull分布描述突发失效过程规律,并考虑退化程度对突发失效的影响。

最后,利用Copula 函数刻画退化性能参数之间的相互作用关系,建立双参数退化-突发竞争失效模型,并给出基于两步极大似然估计的参数估计方法。

结果以仿真导弹电机退化突发失效数据为例进行分析,实现了基于双参数退化-突发竞争失效模型的系统可靠性评估,得到电机贮存5 a时的可靠度估计值为0.465。

结论所构建的双参数随机退化与突发失效相关的竞争失效模型有效,为导弹机电产品可靠性验证评估及寿命预测提供了相应的理论依据。

【总页数】8页(P16-23)
【作者】汤杰;张研;王者蓝;陈洋;赵凡;姚军
【作者单位】上海航天精密机械研究所;北京航空航天大学可靠性与系统工程学院【正文语种】中文
【中图分类】TJ760
【相关文献】
1.小样本下基于竞争失效的轴承可靠性评估
2.基于随机冲击的相关竞争失效可靠性评估
3.基于竞争失效的起爆电容贮存可靠性评估
4.基于竞争失效的产品可靠性评估
5.基于竞争失效建模的导弹贮存寿命评估方法
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氢燃料电池汽车发动机关键技术研究现状及趋势展望

氢燃料电池汽车发动机关键技术研究现状及趋势展望
付佩;周紫佳;兰利波;陈颖;陈轶嵩
【期刊名称】《汽车工程学报》
【年(卷),期】2022(12)4
【摘要】针对国内外氢燃料电池汽车发动机的电堆及其关键组件、关键零部件及水热管理技术,总结了其研究现状和发展趋势。

在电堆及其关键组件研究方面,为进一步提高电堆功率,降低电堆成本,可着手于有序化膜电极制备工艺的研发,发展低铂催化剂以及探究金属双极板及其涂层技术。

在关键零部件研发方面,空气压缩机和氢气循环泵将朝着大流量、小型化等方向发展。

在水热管理研究方面,优化双极板流场和气体扩散层的微孔结构,采用复合控制策略等方式有利于燃料电池的水热管理。

【总页数】11页(P388-398)
【作者】付佩;周紫佳;兰利波;陈颖;陈轶嵩
【作者单位】长安大学汽车学院
【正文语种】中文
【中图分类】U473.4
【相关文献】
1.基于氢燃料电池汽车的去离子装置关键技术研究
2.氢能产业发展展望——氢燃料电池系统与氢燃料电池汽车和发电
3.氢燃料电池汽车技术、经济、环境研究现
状及展望4.离子色谱法在氢燃料电池汽车用氢气中的应用现状及展望5.中国氢燃料电池汽车产业研究现状及展望
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汽
［14 ］
车
工
程
2015 年（第 37 卷）第 3 期
合概率密度函数
f（ d； μ ， Σ） =
表示为 1
K 2
log（ Y2 ）的条件以，在 log（ Y1 ） = log（ y1 ）的条件下， Σ
1 2
（ 2 π）
×
均值 μ m 和条件协方差矩阵 Σ m
［15 ］
分别为（ 6）（ 7）
因此，失效应的失效模式用 I = arg（ min（ D j ））表示，模式竞争风险模型的统计量为（ T， I） = ｛ min（ D j ）， arg（ min（ D j ））｝
［13 ］
（ 1）
T D i1 ， …， D iK］向量 D i = ［则若试验样本数为 N， i = 1，表示第 i 个系统中所有组件的潜在失效时间， T d i1 ， …， d iK］ 2， …， N。则表示随机变量向量 d i = ［ D i 的取值。令 t i 为第 i 个系统的首次失效时间，该失
2 2 Chen Tie1 ，Zheng Songlin1，，Liu Xintian1 ＆ Feng Jinzhi1，
1. College of Mechanical Engineering，University of Shanghai for Science and Technology，Shanghai
即可对条件似然将式（ 6 ）和式（ 7 ）代入式（ 5 ），。函数进行计算另外，对于多元对数正态分布的参数估计而言，协方差矩阵 Σ 需要满足正定性要求，因此，运用矩阵的 Cholesky 分解法，对协方差矩阵进行三角分解： T （ 8） Σ = M×M 式中 M 为正定下三角矩阵。这样便可确保协方差矩阵为实对称正定矩阵。经 Cholesky 分解后，极大似然估计量可由协方差矩 M）。阵 Σ 转变为矩阵 M ，记作 θ = （ μ ， 2. 2 极大似然估计的模拟退火算法优化多元对数正态分布的极大似然估计属于多维参数优化问题，采用模拟退火算法可以在随机搜寻过程中使目标函数趋于全局最优，避免陷入局部最优解，设置合适的模拟退火算法的控制参数，有利于获得待估参数的最小无偏估计下：
2015 年（第 37 卷）第 3 期
汽车工程 Automotive Engineering
2015 （ Vol． 37 ） No． 3
2015047
基于竞争风险的燃料电池发动机多失效 * 模式统计相关性分析
陈
1 1， 2 1 1， 2 郑松林，刘新田，冯金芝铁，
（ 1. 上海理工大学机械工程学院，上海 200093 ； 2. 机械工业汽车底盘机械零部件强度与可靠性评价重点实验室，上海 200093 ）
关键词：燃料电池发动机；竞争失效模式；失效相关性；多元对数正态分布；模拟退火算法；假设检验
Statistical Correlation Analysis on the Multiple Failure Modes of a Fuel Cell Engine Based on Competing Ｒisks
数正态分布的竞争失效模式相关性统计可靠性模型，采用基于模拟退火的极大似然估计法对模型参数进行优化求解，并建立完整的相关性 p 值假设检验过程，验证各竞争失效模式间的相关关系与相关程度。目前，该模型暂不考虑任何维修操作。 Nhomakorabea1
1. 1
竞争失效模式统计相关性建模
失效模式竞争风险模型在经典竞争风险理论中，一般假设系统由 K 个组件组成，且对应 K 种不同的失效模式，每一种失效
2015 （ Vol． 37 ） No． 3
陈铁，等：基于竞争风险的燃料电池发动机多失效模式统计相关性分析
· 267 ·
前言
往往承受着来自许多复杂系统在工作过程中，外部或者自身的多重载荷冲击。大部分子系统或内部组件在结构与功能上存在着一定程度的关联，当某子系统或组件失效时，可能会诱发其它子系统或组件失效。在竞争风险场合中，发生任何一种失效模式，系统则失效或停止工作，将无法观察到其它失效模式的发生。因此，利用竞争风险理论可以有效地分析系统失效模式的竞争行为，合理地评价系统的可靠性水平。然而，研究多竞争失效模式间的相关性一直是可靠性理论的难题，其中判别失效模式间是否存在相关性以及相关程度如何量度等问题尤［1 － 2 ］。为突出对于竞争失效模式的可靠性问题，国内外学者。做了较为深入的研究其中大多数假设组件的失效模式在统计上相互独立，这样便可分别对每种失效模式进行独立分析，确定出它们的分布类型和可靠 3］性函数。文献［中建立了独立假设条件下的竞争失效模型，并给出了对数正态分布的极大似然估计。 4］文献［中采用混合分布对独立竞争失效问题加以 5］研究。文献［中针对突发失效模式和退化失效模式并存的竞争风险场合进行建模分析，并采用基于期望最大化的极大似然法和伪失效寿命的极大似然法估计模型参数。研究人员针对竞争失效模式的相 6］关性问题也进行了相关探讨。文献［中建立了可靠性模型来描述某组件的失效以某特定概率对其它 7］组件产生冲击影响的现象。文献［中基于竞争风险理论提出了考虑失效时间相关的条件分布模型。 8］文献［中提出了基于功能函数完全相关或完全独 9］立的一般界限理论。文献［中提出了二阶窄界限 2］理论来计算两两失效模式间的相关系数，文献［ 10］和文献［在此基础上，提出了一种仅考虑主次失 11］中利用效模式相关系数的计算方法。文献［ Copula 函数建立联合生存函数来描述多种竞争风险 12］中针对高寿命产品多之间的相关关系。文献［故障模式失效的可靠性综合预估问题，建立了多故障模式相关性失效的 Copula 综合可靠性模型。综合上述研究，如果忽略竞争失效模式间的相关性，常常会导致系统可靠性分析产生误差。然而，关于竞争失效模式相关性判别与量度方面的研究还少见文献报道。因此，本文中重点研究竞争失效模式相关性判别与量度的问题，提出一种基于多元对
模式的发生都将导致整个系统失效或停止工作。此外，假定系统同一时刻不可能发生两种或两种以上的失效模式。为了方便问题的阐述，每个组件的潜在 j = 1， 2， …， K。失效时间用随机变量 D j 表示，系统中
T …， D K］ D1 ，所有组件的潜在失效时间用向量 D = ［表示，系统的实际失效时间用 T = min（ D j ）表示，对
* 国家 863 计划项目（ 2011AA11A265 和 2012AA110701 ）、国家自然科学基金（ 51375313 ）、上海市科委基础研究重点项目（ 13JC1408500 ）和上海市研究生创新基金（ JWCXSL1401 ＆ JWCXSL1302 ）资助。原稿收到日期为 2014 年 7 月 18 日，修改稿收到日期为 2014 年 8 月 24 日。
T －1 exp － 1 ［ log（ d）－ μ］ log（ d）－ μ］ Σ ［ 2
{
}
μ m = μ Y2 + Σ
T Y2 Y1 ，
－1 （ y 1 － μ Y1 ） Σ Y 2 T Y2 Y1 ，
Σ m = Σ Y 2 － Σ Y1 ， Y2 Σ
/σ
2
（ 2）式中： μ 为多元对数正态分布的均值向量； Σ 为多元对数正态分布的协方差矩阵。
200093 ；
2. Machinery Industry Key Laboratory for Mechanical Strength ＆Ｒeliability Evaluation of Auto Chassis Components，Shanghai 200093
［ Abstract］ To overcome the difficulties in discriminating and measuring the correlation between multiple failure modes of complex systems，a statistical correlation analysis model for multiple failure modes is proposed based on competing risks theory． The combined failure distribution of the system is established with multivariate lognormal distribution ，and a conditional probabilitybased maximum likelihood function is constructed with its estimates optimized by using simulated annealing algorithm． In large sample condition ， the asymptotic covariance matrix of maximum likelihood estimates is obtained by means of Fisher information matrix ，and then Delta method is used to derive the variance of correlation matrix． Then ，pvalues hypothesis testing procedures are developed to discriminate the relationship and degree of correlation between competing failure modes． Finally an analysis on the fault data of a fuel cell engine is conducted to verify the feasibility and effectiveness of the model built． The research provides a theoretical basis for the reliability prediction and allocation of competing failure system and a technical foundation for the study on optimal maintenance strategy． Keywords： fuel cell engine ； competing failure modes； failure correlation； multivariate lognormal distribution； simulated annealing algorithm； hypothesis testing