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基于混合概率数据驱动模型的燃料电池性能衰减预测方法
1
作者
郭冰新
谢长君
+2 位作者
朱文超
杨扬
杜帮华
《中国电机工程学报》
北大核心
2025年第10期3892-3901,I0027,共11页
精确预测燃料电池衰减特性能够为控制和诊断提供良好的决策依据。然而,主流的数据驱动方法在建模阶段,通常未考虑实验环境造成的测量误差及模型对数据的依赖性等不确定性因素。因此,在预测形式上只能提供单一点估计的预测结果,进而导致...
精确预测燃料电池衰减特性能够为控制和诊断提供良好的决策依据。然而,主流的数据驱动方法在建模阶段,通常未考虑实验环境造成的测量误差及模型对数据的依赖性等不确定性因素。因此,在预测形式上只能提供单一点估计的预测结果,进而导致性能衰减,结果缺乏足够可信度。该文提出一种基于混合概率的数据驱动模型(mixed-probability data-driven model,MPDD),通过贝叶斯理论对多种数据驱动模型的结构特点进行融合,实现模型对数据依赖性的不确定性量化,为燃料电池性能衰减趋势提供点估计和区间估计2种形式的预测结果。基于燃料电池动态负载周期循环(fuel cell dynamic load cycle,FC-DLC)中的全工况数据,MPDD模型的点估计结果要优于单一数据驱动模型。此外,基于FC-DLC中的稳态数据,MPDD模型相较于高斯过程回归(Gaussian process regression,GPR)的区间估计集中率提升最高可达33%。结果表明,该预测方法具有良好的不确定性量化能力,可为电氢耦合装置的运行提供更实用的决策建议。
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关键词
质子交换膜燃料电池
性能衰减预测
数据驱动模型
不确定性量化
高斯过程回归
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职称材料
实际道路工况下燃料电池寿命性能衰减研究
2
作者
常文
邵赓华
+6 位作者
郭凤刚
张敬贵
吴永豪
赵宏建
刘尹
张健
姚东升
《汽车工程》
北大核心
2025年第7期1296-1304,共9页
质子交换膜燃料电池(PEMFC)寿命衰减与实际道路工况的耦合机制是氢燃料汽车(FCV)商业化的核心瓶颈。本研究基于北京、宁波的3支城郊物流车队(60辆FCV,2022-2024年数据),提取典型工况并构建电压衰减模型。结果表明:(1)高频工况(高频次、...
质子交换膜燃料电池(PEMFC)寿命衰减与实际道路工况的耦合机制是氢燃料汽车(FCV)商业化的核心瓶颈。本研究基于北京、宁波的3支城郊物流车队(60辆FCV,2022-2024年数据),提取典型工况并构建电压衰减模型。结果表明:(1)高频工况(高频次、长距离运输)加速衰减,对应催化层溶解与扩散层老化机理;(2)典型城郊工况中城镇工况劣化显著,印证了频繁启停促使铂团聚与膜损伤;(3)南方沿海城郊工况(宁波:高温湿、盐雾环境)衰减速率为北京相似工况的5倍,主因是PEMFC极板被电化学腐蚀;(4)数据驱动线性模型拟合度高(>98%),验证了寿命预测可行性。研究为PEMFC耐久性设计与区域化运营提供定量支撑。
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关键词
实际道路工况
燃料电池汽车
质子交换膜燃料电池
性能衰减预测
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职称材料
基于大数据的燃料电池汽车关键性能分析与衰减预测
3
作者
杨子荣
郝冬
+2 位作者
姚占辉
张妍懿
王佳
《控制理论与应用》
2025年第8期1606-1614,共9页
开展苛刻复杂道路工况下燃料电池汽车(FCV)的运行特征分析与性能衰减预测对于指导产品迭代升级具有重要意义.本文基于40辆燃料电池重型货车的道路行驶数据,首先,提出了数据预处理、数据分析与挖掘以及数据后处理方法,随后,建立了涵盖车...
开展苛刻复杂道路工况下燃料电池汽车(FCV)的运行特征分析与性能衰减预测对于指导产品迭代升级具有重要意义.本文基于40辆燃料电池重型货车的道路行驶数据,首先,提出了数据预处理、数据分析与挖掘以及数据后处理方法,随后,建立了涵盖车辆出行行为、加氢特性以及燃料电池系统性能的FCV关键特性体系,进一步构建了基于实车运行数据的发动机性能衰减与预测方法,满足不同时间跨度、不同车队规模的整车、发动机、辅助系统等不同对象的全方位性能分析需求.研究发现,车队中单次出行里程不超过50%纯氢续驶里程的总占比达到95%以上.加氢行为最密集的区域是加氢间隔里程为180~220 km、加氢间隔时间为24 h左右.
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关键词
燃料电池汽车
道路行驶数据
关键特征体系
加氢特性
性能衰减预测
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职称材料
题名
基于混合概率数据驱动模型的燃料电池性能衰减预测方法
1
作者
郭冰新
谢长君
朱文超
杨扬
杜帮华
机构
武汉理工大学
材料复合新技术国家重点实验室(武汉理工大学)
出处
《中国电机工程学报》
北大核心
2025年第10期3892-3901,I0027,共11页
基金
国家重点研发计划项目(2020YFB1506802)
广东省重点领域研发计划项目(2020B0909040004)。
文摘
精确预测燃料电池衰减特性能够为控制和诊断提供良好的决策依据。然而,主流的数据驱动方法在建模阶段,通常未考虑实验环境造成的测量误差及模型对数据的依赖性等不确定性因素。因此,在预测形式上只能提供单一点估计的预测结果,进而导致性能衰减,结果缺乏足够可信度。该文提出一种基于混合概率的数据驱动模型(mixed-probability data-driven model,MPDD),通过贝叶斯理论对多种数据驱动模型的结构特点进行融合,实现模型对数据依赖性的不确定性量化,为燃料电池性能衰减趋势提供点估计和区间估计2种形式的预测结果。基于燃料电池动态负载周期循环(fuel cell dynamic load cycle,FC-DLC)中的全工况数据,MPDD模型的点估计结果要优于单一数据驱动模型。此外,基于FC-DLC中的稳态数据,MPDD模型相较于高斯过程回归(Gaussian process regression,GPR)的区间估计集中率提升最高可达33%。结果表明,该预测方法具有良好的不确定性量化能力,可为电氢耦合装置的运行提供更实用的决策建议。
关键词
质子交换膜燃料电池
性能衰减预测
数据驱动模型
不确定性量化
高斯过程回归
Keywords
proton-exchange membrane fuel cell(PEMFC)
performance degradation prediction
data-driven model
uncertainty quantification
Gaussian process regression
分类号
TM911 [电气工程—电力电子与电力传动]
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职称材料
题名
实际道路工况下燃料电池寿命性能衰减研究
2
作者
常文
邵赓华
郭凤刚
张敬贵
吴永豪
赵宏建
刘尹
张健
姚东升
机构
北汽福田汽车股份有限公司工程研究总院
北京石油化工学院信息工程学院
出处
《汽车工程》
北大核心
2025年第7期1296-1304,共9页
基金
国家重点研发计划项目“储供氢系统应用与快速加注验证”(2021YFB2500505)资助。
文摘
质子交换膜燃料电池(PEMFC)寿命衰减与实际道路工况的耦合机制是氢燃料汽车(FCV)商业化的核心瓶颈。本研究基于北京、宁波的3支城郊物流车队(60辆FCV,2022-2024年数据),提取典型工况并构建电压衰减模型。结果表明:(1)高频工况(高频次、长距离运输)加速衰减,对应催化层溶解与扩散层老化机理;(2)典型城郊工况中城镇工况劣化显著,印证了频繁启停促使铂团聚与膜损伤;(3)南方沿海城郊工况(宁波:高温湿、盐雾环境)衰减速率为北京相似工况的5倍,主因是PEMFC极板被电化学腐蚀;(4)数据驱动线性模型拟合度高(>98%),验证了寿命预测可行性。研究为PEMFC耐久性设计与区域化运营提供定量支撑。
关键词
实际道路工况
燃料电池汽车
质子交换膜燃料电池
性能衰减预测
Keywords
real-world driving conditions
fuel cell vehicle(FCV)
proton exchange membrane fuel cell(PEMFC)
performance degradation prediction
分类号
U469.7 [机械工程—车辆工程]
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职称材料
题名
基于大数据的燃料电池汽车关键性能分析与衰减预测
3
作者
杨子荣
郝冬
姚占辉
张妍懿
王佳
机构
中国汽车技术研究中心有限公司
出处
《控制理论与应用》
2025年第8期1606-1614,共9页
基金
国家重点研发计划项目(2021YFB2501500)资助.
文摘
开展苛刻复杂道路工况下燃料电池汽车(FCV)的运行特征分析与性能衰减预测对于指导产品迭代升级具有重要意义.本文基于40辆燃料电池重型货车的道路行驶数据,首先,提出了数据预处理、数据分析与挖掘以及数据后处理方法,随后,建立了涵盖车辆出行行为、加氢特性以及燃料电池系统性能的FCV关键特性体系,进一步构建了基于实车运行数据的发动机性能衰减与预测方法,满足不同时间跨度、不同车队规模的整车、发动机、辅助系统等不同对象的全方位性能分析需求.研究发现,车队中单次出行里程不超过50%纯氢续驶里程的总占比达到95%以上.加氢行为最密集的区域是加氢间隔里程为180~220 km、加氢间隔时间为24 h左右.
关键词
燃料电池汽车
道路行驶数据
关键特征体系
加氢特性
性能衰减预测
Keywords
fuel cell vehicle
road operating data
key performance index
hydrogen refueling characteristics
performance degradation and prediction
分类号
U469.7 [交通运输工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于混合概率数据驱动模型的燃料电池性能衰减预测方法
郭冰新
谢长君
朱文超
杨扬
杜帮华
《中国电机工程学报》
北大核心
2025
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
实际道路工况下燃料电池寿命性能衰减研究
常文
邵赓华
郭凤刚
张敬贵
吴永豪
赵宏建
刘尹
张健
姚东升
《汽车工程》
北大核心
2025
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
基于大数据的燃料电池汽车关键性能分析与衰减预测
杨子荣
郝冬
姚占辉
张妍懿
王佳
《控制理论与应用》
2025
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职称材料
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