车用燃料电池空气系统供气协同控制策略研究 被引量：4

1

作者 胡宾飞 周雅夫 +1 位作者 连静 李琳辉 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2024年第5期842-851,873,共11页

针对车用燃料电池系统的“氧饥饿”和压力波动影响其动态性能与使用寿命的问题,本文提出了一种基于过氧比补偿的空气系统流量与压力协同控制策略。首先,建立120 kW级的车用燃料电池空气系统模型,通过台架实验确定其参数,并根据实验数据... 针对车用燃料电池系统的“氧饥饿”和压力波动影响其动态性能与使用寿命的问题,本文提出了一种基于过氧比补偿的空气系统流量与压力协同控制策略。首先,建立120 kW级的车用燃料电池空气系统模型,通过台架实验确定其参数,并根据实验数据拟合出其传递函数模型。其次,基于扩张状态观测器间接获取电堆阴极压力,采用前馈+PI建立串级控制中外环过氧比控制模型,用以修正目标流量。最后,采用反向解耦与自抗扰控制器对空气流量和压力解耦内环控制,对模型不确定性和外部扰动构成的总扰动进行估计和补偿。仿真与实验研究表明,提出的基于过氧比补偿的串级控制策略能够快速跟踪过氧比、提升电堆功率和精确地控制压力,同时证实了该方案的协同性和鲁棒性。这有助于提升车用燃料电池系统的动态性能,延长其使用寿命。 展开更多

关键词 车用燃料电池系统 空气系统 反向解耦 自抗扰控制

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车用燃料电池空压机性能预测研究 被引量：4

2

作者 李龙 梁前超 +1 位作者 何俊能 梁一帆 《兵器装备工程学报》 CAS 北大核心 2020年第6期22-25,共4页

提出了在实验数据基础上利用BP神经网络以及支持向量的方法对空压机进行性能预测的方法。研究结果表明:两种方法在高转速时的预测结果要比低转速时的预测结果更加贴近实验数据,与实验数据的相对误差小些;在相同转速下的高流量时的预测... 提出了在实验数据基础上利用BP神经网络以及支持向量的方法对空压机进行性能预测的方法。研究结果表明:两种方法在高转速时的预测结果要比低转速时的预测结果更加贴近实验数据,与实验数据的相对误差小些;在相同转速下的高流量时的预测效果要比低流量时的预测效果好;支持向量预测的数据相比于BP神经网络预测的数据更加贴合实验样本,能够以更高的精度逼近空压机的工作曲线。上述工作为车用燃料电池系统空压机的性能预测提供了理论指导,同时也为研究车用燃料电池系统的动态特性提供参考。 展开更多

关键词 车用燃料电池系统空压机 特性曲线 支持向量机 BP神经网络

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采用离心式空压机的燃料电池系统性能仿真研究 被引量：6

3

作者 韩永杰 诸葛伟林 +1 位作者 汪茂海 张扬军 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2008年第1期36-39,共4页

建立了燃料电池系统CFD仿真平台,应用该平台对一种采用离心式空压机的燃料电池系统性能进行了仿真研究,并与国内目前采用旋涡式空压机的燃料电池系统性能进行了比较分析。结果表明:采用离心式空压机的燃料电池系统运行范围能够达到常用... 建立了燃料电池系统CFD仿真平台,应用该平台对一种采用离心式空压机的燃料电池系统性能进行了仿真研究,并与国内目前采用旋涡式空压机的燃料电池系统性能进行了比较分析。结果表明:采用离心式空压机的燃料电池系统运行范围能够达到常用系统运行范围,且系统效率更高,空气加湿性能更好。 展开更多

关键词 燃料电池系统 空压机 效率 加湿性能

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离心式空压机燃料电池系统防喘振仿真 被引量：1

4

作者 郭昂 王福 邓召文 《拖拉机与农用运输车》 2022年第5期43-46,共4页

以离心式空压机燃料电池系统为研究对象,建立了燃料电池系统空气子系统仿真模型,并设计了一种基于模糊控制理论的防喘振控制策略,基于Matlab/Simulink软件对设计的防喘振控制策略的有效性进行了仿真分析。仿真结果表明,该策略能够通过... 以离心式空压机燃料电池系统为研究对象,建立了燃料电池系统空气子系统仿真模型,并设计了一种基于模糊控制理论的防喘振控制策略,基于Matlab/Simulink软件对设计的防喘振控制策略的有效性进行了仿真分析。仿真结果表明,该策略能够通过适时调节旁通阀开度而改变旁通流量,有效避免喘振工况的发生,并且在取得良好的控制品质的同时保证了系统的稳定性。 展开更多

关键词 燃料电池系统 空压机 防喘振 模糊控制

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车用燃料电池发动机系统设计研究 被引量：4

5

作者 侯献军 杜传进 +2 位作者 颜伏伍 肖合林 袁守利 《车用发动机》 北大核心 2004年第2期11-14,共4页

分析了质子交换膜燃料电池的工作原理,提出了将其集成为车用发动机系统的设计方案,并且付诸了实践应用。

关键词 燃料电池 车用发动机 系统设计

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车用燃料电池系统的性能衰退机理及影响因素分析 被引量：6

6

作者 张新丰 杨代军 周拓 《汽车安全与节能学报》 CAS 2012年第3期276-286,共11页

耐久性问题是制约车用燃料电池系统产业化的一个关键。该文以目前最常用的全氟磺酸膜燃料电池为对象,基于文献研究法,对目前在燃料电池耐久性、性能衰退方面的研究成果进行分析和整理,归纳了车用质子交换膜燃料电池系统中膜、催化剂、... 耐久性问题是制约车用燃料电池系统产业化的一个关键。该文以目前最常用的全氟磺酸膜燃料电池为对象,基于文献研究法,对目前在燃料电池耐久性、性能衰退方面的研究成果进行分析和整理,归纳了车用质子交换膜燃料电池系统中膜、催化剂、气体扩散层、双极板等主要组件的性能衰退机理,利用逻辑链分析方法描述了其性能衰退的过程,归纳了道路环境下影响燃料电池性能衰退的不同原因类型,给出了车载运行环境和操作工况对燃料电池性能衰退影响的半定量分析,给出了改进燃料电池系统耐久性的一些方法。 展开更多

关键词 车用燃料电池系统 质子交换膜(PEM) 道路工作环境 耐久性 性能衰退 逻辑链图

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车用质子交换膜燃料电池系统-10℃低温启动实验研究 被引量：6

7

作者 陈沛 陈雪松 《汽车安全与节能学报》 CAS CSCD 2016年第4期427-432,共6页

针对一款车用36 kW的质子交换膜燃料电池(PEMFC)系统,进行了无外热源加热情况下-10℃环境舱冷启动实验研究。基于现有的系统架构、理论计算得到的电堆热量平衡,制定冷启动试验步骤,通过试验实现了燃料电池系统-10℃低温启动运行,验证了... 针对一款车用36 kW的质子交换膜燃料电池(PEMFC)系统,进行了无外热源加热情况下-10℃环境舱冷启动实验研究。基于现有的系统架构、理论计算得到的电堆热量平衡,制定冷启动试验步骤,通过试验实现了燃料电池系统-10℃低温启动运行,验证了系统设计的有效性。通过分析-10℃启动运行过程中系统的输出特性和主要物理量随时间的变化情况,对系统结构和运行过程设计做了分析说明。本文不但分析了堆内单池的一致性,也考察了主要辅助系统零部件的冷启动试验中的可靠性。主要结论是:冷启动过程时的低温不但影响电堆冷启动的成功与否,也会对电堆的性能产生直接的影响。 展开更多

关键词 汽车动力 燃料电池系统 车用质子交换膜燃料电池 低温启动

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燃料电池离心式空压机转子临界转速关键影响因素分析 被引量：6

8

作者 张智明 潘佳琪 章桐 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2022年第9期1386-1393,共8页

鉴于国产燃料电池车用离心式空压机高压比和大流量的进气需求,本文对100000 r/min超高速离心式空压机转子稳定性设计中存在的共振失稳问题建立了复合截面转子-轴承系统模型并进行研究。剖析了增大轴承刚度和缩小轴承跨距时的临界转速提... 鉴于国产燃料电池车用离心式空压机高压比和大流量的进气需求,本文对100000 r/min超高速离心式空压机转子稳定性设计中存在的共振失稳问题建立了复合截面转子-轴承系统模型并进行研究。剖析了增大轴承刚度和缩小轴承跨距时的临界转速提升,以及转子空心结构和温升造成的临界转速降低,并为刚性和柔性转子提出了不同的避震措施。还探讨了大转动惯量的叶轮由于回转效应影响对于高阶临界转速的显著提升作用。研究结果为燃料电池超高速离心式空压机转子和轴承设计提供良好的理论指导和设计参考。 展开更多

关键词 燃料电池汽车 离心式空压机 转子-轴承系统 临界转速 回转效应

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国产化车用燃料电池动力系统的研发方向 被引量：3

9

作者 翟双 《汽车安全与节能学报》 CAS CSCD 2015年第3期286-290,共5页

为研发车用燃料电池动力系统,对国产与国外主要车企产品进行对比。存在主要差距有:1)国产燃料电池动力系统的输出功率和效率偏低;2)电堆功率密度不高;3)空压机的开发不足。因而,国产化燃料电池动力系统的研发方向包括:提高燃料电池的功... 为研发车用燃料电池动力系统,对国产与国外主要车企产品进行对比。存在主要差距有:1)国产燃料电池动力系统的输出功率和效率偏低;2)电堆功率密度不高;3)空压机的开发不足。因而,国产化燃料电池动力系统的研发方向包括:提高燃料电池的功率输出和空压机的性能,使燃料电池动力系统工作在高效区,以提高整车性能;改进操作条件和材料,提高电堆电池反应面积和单位面积上的电压,以提高电堆功率密度;实现空压机的低载低压和高载高压,扩展空压机的喘振线范围,以实现高速高效。 展开更多

关键词 燃料电池动力系统 国产化 电堆 功率密度 空压机

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基于阴极再循环的燃料电池系统建模与动态性能分析

10

作者 刘泽 许思传 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期619-627,共9页

阴极再循环通过调节电堆进气中的氧分压和水蒸气分压特别适合解决车用燃料电池系统在低怠速工况下的缺水和高电势问题。建立了一个带阴极再循环功能的燃料电池非线性系统控制模型,使用阴极再循环泵将阴极出口的气体引回到空压机出口实... 阴极再循环通过调节电堆进气中的氧分压和水蒸气分压特别适合解决车用燃料电池系统在低怠速工况下的缺水和高电势问题。建立了一个带阴极再循环功能的燃料电池非线性系统控制模型,使用阴极再循环泵将阴极出口的气体引回到空压机出口实现了进气加湿和氧分压调节。该模型可捕捉由阴极再循环带来的一系列动态响应。结果表明,阴极再循环可以极大地改善小电流密度下的进气湿度,随着阴极再循环比的增加,加湿动态响应加快;氧分压调节的动态响应较慢,但通过合理的阴极再循环策略仍能将小电流密度下的高电势限制在0.8V以下。通过抑制小电流密度下的电压,实现了50%的怠速功率降幅。 展开更多

关键词 车用燃料电池系统 阴极再循环 面向控制建模 动态性能

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车用燃料电池动力系统综述 被引量：7

11

作者 魏振兴 周恩序 +2 位作者 张财志 韩明 王磊 《电源技术》 CAS 北大核心 2019年第7期1237-1240,共4页

概述了车用燃料电池动力系统配置、动力系统分类及能量管理控制策略研究进展,总结了目前的研究,提出了建议。目前的燃料电池技术受限,在为车辆提供动力时,需与其他动力源混合来满足行驶要求,而在能量管理系统优化控制中,最优控制和等效... 概述了车用燃料电池动力系统配置、动力系统分类及能量管理控制策略研究进展,总结了目前的研究,提出了建议。目前的燃料电池技术受限,在为车辆提供动力时,需与其他动力源混合来满足行驶要求,而在能量管理系统优化控制中,最优控制和等效消耗最小化控制策略可以得到很好的效果,但是目前大多数研究还未应用于实际情况,还需进一步的试验来验证其有效性。 展开更多

关键词 车用燃料电池 动力系统 综述

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车用大功率自增湿燃料电池系统控制与应用 被引量：1

12

作者 刘泽 许思传 +2 位作者 张白桃 石磊 刘鹏程 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第S01期200-204,共5页

针对100 kW级乘用车燃料电池一体化系统,开发了一种高效、长寿命的系统控制器。结合Matlab/Simulink软件和Motohawk平台快速控制原型开发了完整的系统控制程序;以空气子系统为代表,讨论了控制器的闭环控制性能;通过开发FC系统控制器,研... 针对100 kW级乘用车燃料电池一体化系统,开发了一种高效、长寿命的系统控制器。结合Matlab/Simulink软件和Motohawk平台快速控制原型开发了完整的系统控制程序;以空气子系统为代表,讨论了控制器的闭环控制性能;通过开发FC系统控制器,研究了整个系统的动态性能。结果表明,FC系统在净功率、系统效率和一致性方面表现出极好的潜力。系统最高效率达到62%,电压变化系数(Cv)在负载动态变化期间控制在1%以下。 展开更多

关键词 车用燃料电池系统 系统控制策略 软件开发

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氢燃料电池离心空压机试验台搭建及性能测试 被引量：4

13

作者 经涛 《农业装备与车辆工程》 2023年第6期59-64,共6页

为研究空压机对燃料电池的影响,对燃料电池离心空压机进行了一系列的试验研究。根据系统的结构和硬件特性搭建了测试台架,完成了数据采集卡、传感器、节气门、管道等硬件设备的选型和组装,基于LabVIEW设计了燃料电池离心压缩机测控系统... 为研究空压机对燃料电池的影响,对燃料电池离心空压机进行了一系列的试验研究。根据系统的结构和硬件特性搭建了测试台架,完成了数据采集卡、传感器、节气门、管道等硬件设备的选型和组装,基于LabVIEW设计了燃料电池离心压缩机测控系统。针对燃料电池离心空压机的特点及相关测试标准,对空压机部分特性进行了测试,实现了对于空压机的自动化测试。对空压机性能、功率、出口温度3个性能进行了初步测试,3个性能均满足燃料电池对空压机的要求,并为后续燃料电池空压机的研究提供了技术支持和数据基础。 展开更多

关键词 氢燃料电池 离心式空压机 LABVIEW 控制系统

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车用燃料电池系统介质循环模块研究

14

作者 王克勇 孙贵政 侯中军 《电源技术》 CAS 北大核心 2022年第9期1021-1024,共4页

为提升车用燃料电池系统集成度、耐久性和降低车用燃料电池系统零部件成本,针对捷氢科技第四代车用燃料电池系统研发了高集成度的介质循环模块,该模块集成了气体/液体输入输出接口、外部管路和水汽分离器等多个零件,具有离子析出率低、... 为提升车用燃料电池系统集成度、耐久性和降低车用燃料电池系统零部件成本,针对捷氢科技第四代车用燃料电池系统研发了高集成度的介质循环模块,该模块集成了气体/液体输入输出接口、外部管路和水汽分离器等多个零件,具有离子析出率低、集成度高、寿命长、流阻小和成本低等优点。 展开更多

关键词 车用燃料电池系统 介质循环模块 低离子析出 高集成度

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道路环境下质子交换膜燃料电池系统性能衰退统计研究 被引量：3

15

作者 张新丰 沈勇 +1 位作者 杨瑞 章桐 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第6期16-20,共5页

基于远程监控系统,对示范运营的燃料电池系统汽车,在实际道路运行条件下的输出状态参数进行记录和分析,对燃料电池系统的性能衰退做出统计意义上的估计。首先介绍了基于远程监控系统的数据采集方案;然后基于经验公式,给出了燃料电池一... 基于远程监控系统,对示范运营的燃料电池系统汽车,在实际道路运行条件下的输出状态参数进行记录和分析,对燃料电池系统的性能衰退做出统计意义上的估计。首先介绍了基于远程监控系统的数据采集方案;然后基于经验公式,给出了燃料电池一元非线性回归模型,并估计出了分段时间内的稳态极化特性曲线,对拟合优度进行了检验,最后给出了燃料电池电压衰退率的计算方法,分析了燃料电池系统中实际运行中的性能衰退变化规律。 展开更多

关键词 车用燃料电池系统 非线性回归 电压衰退 参数估计 拟合优度

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东岳神舟在车用氢燃料电池离子膜、质子膜制备有重大突破

16

《膜科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2009年第3期106-106,共1页

由于燃料电池汽车，尤其氢燃料电池汽车可以实现零污染排放，驱动系统几乎无噪音，且氢能取之不尽、用之不竭，燃料电池汽车成为近年来汽车企业关注的焦点．为了获得竞争优势，各国纷纷出台政策，加速推进燃料电池关键技术的研发．在我... 由于燃料电池汽车，尤其氢燃料电池汽车可以实现零污染排放，驱动系统几乎无噪音，且氢能取之不尽、用之不竭，燃料电池汽车成为近年来汽车企业关注的焦点．为了获得竞争优势，各国纷纷出台政策，加速推进燃料电池关键技术的研发．在我国，燃料电池汽车是“十五”期间全国12个重大研究专项之一． 展开更多

关键词 氢燃料电池汽车 离子膜 膜制备 车用 质子 “十五”期间 零污染排放 驱动系统

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