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基于WOA-CNN-BiGRU的PEMFC性能衰退预测
1
作者 陈贵升 刘强 许杨松 《电源技术》 北大核心 2025年第4期831-840,共10页
针对PEMFC性能预测领域中存在的预测精度不足和泛化能力有限的问题,提出了一种结合鲸鱼优化算法(WOA)、卷积神经网络(CNN)和双向门控循环单元(BiGRU)的PEMFC输出性能预测方法。首先,采用最大信息系数从大量数据中提取对PEMFC输出性能影... 针对PEMFC性能预测领域中存在的预测精度不足和泛化能力有限的问题,提出了一种结合鲸鱼优化算法(WOA)、卷积神经网络(CNN)和双向门控循环单元(BiGRU)的PEMFC输出性能预测方法。首先,采用最大信息系数从大量数据中提取对PEMFC输出性能影响显著的特征,以降低计算复杂度。然后,结合CNN的特征提取能力和BiGRU在处理双向时间依赖性数据上的优势建立CNNBiGRU模型,并通过WOA优化其超参数进一步提升预测的准确性。最后,与传统预测模型进行对比,验证所建模型的优越性。实验结果表明:在训练集占比为60%时,模型在三种不同工况PEMFC老化数据集上的RMSE分别为0.0017、0.0014和0.0110,证明CNN-BiGRU模型具有较高的预测精度以及良好的泛化能力。 展开更多
关键词 pemfc 性能衰退 鲸鱼优化算法 卷积神经网络 双向门控循环单元
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粒子群优化算法结合改进回声状态网络的PEMFC剩余使用寿命预测
2
作者 高锋阳 刘嘉 +3 位作者 杨栋 韩国鹏 齐丰旭 刘庆寅 《西北工业大学学报》 北大核心 2025年第3期478-487,共10页
为提高质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)退化预测的精度,提出一种基于粒子群(particle swarm optimization,PSO)算法优化改进回声状态网络(revised echo state network,RESN)的PEMFC电压预测方法。通过改... 为提高质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)退化预测的精度,提出一种基于粒子群(particle swarm optimization,PSO)算法优化改进回声状态网络(revised echo state network,RESN)的PEMFC电压预测方法。通过改进回声状态网络水库中各神经元连接方式,加快非线性拟合过程;利用PSO算法优化模型谱半径、泄漏率、神经元数量等,提高模型预测精度,采用SG(Savitzky-Golay)滤波算法对原始数据有效去峰去噪,再利用PSO-RESN准确预测PEMFC电压;采用不同样本数据集作为训练集和测试集,将所提模型在静态和准动态实验数据集下与扩展卡尔曼滤波、传统回声状态网络进行对比。结果表明,在训练集占比为80%时,对于静态工况FC1,相较于ESN,PSO-RESN方法的均方根误差(root mean square error,RMSE)和平均百分比误差(mean absolute percentage error,MAPE)分别降低了17.50%和25.53%;对于准动态工况FC2,相较于ESN方法,PSO-RESN方法的均方根误差和平均百分比误差分别降低了16.93%和21.28%。所提方法能够实现PEMFC更高精度退化趋势与剩余使用寿命预测。 展开更多
关键词 质子交换膜燃料电池 退化预测 回声状态网络 粒子群算法 剩余使用寿命
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PEMFC阴极运行环境中CrAlCN涂层的耐蚀性
3
作者 董媛 寇显利 徐孝康 《腐蚀与防护》 北大核心 2025年第8期18-24,52,共8页
为了改善质子交换膜燃料电池(PEMFC)双极板在汽车实际运行工况下的耐蚀性,采用磁控溅射技术在316L不锈钢基体上沉积了CrAlCN涂层。使用场发射扫描电镜(FE-SEM)、X射线光电子能谱(XPS)和电化学工作站对涂层的微观结构、化学键类型和耐蚀... 为了改善质子交换膜燃料电池(PEMFC)双极板在汽车实际运行工况下的耐蚀性,采用磁控溅射技术在316L不锈钢基体上沉积了CrAlCN涂层。使用场发射扫描电镜(FE-SEM)、X射线光电子能谱(XPS)和电化学工作站对涂层的微观结构、化学键类型和耐蚀性进行了研究。结果表明:CrAlCN涂层主要由Cr7C3、CrN、AlN和金属氧化物相组成;涂层结构致密且无明显缺陷;CrAlCN涂层在循环电位极化和长期浸泡条件下均为316L不锈钢双极板提供了优异的腐蚀保护,这表明CrAlCN涂层在双极板上具有很大的应用潜力。 展开更多
关键词 质子交换膜燃料电池 双极板 CrAlCN涂层 循环电位极化 浸泡
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PEMFC空气系统过氧比优化控制
4
作者 吴浩健 王宇宁 +1 位作者 王科隆 田韶鹏 《江苏大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第5期523-528,共6页
首先在Simulink中建立一个四阶的燃料电池空气系统模型,包括电压模型、空压机模型、阴极模型、供应管道模型.其次设计PID、模糊PID和滑模控制器对空压机电压进行控制,使系统在燃料电池负载电流变化时可以及时跟踪最佳过氧比.仿真结果表... 首先在Simulink中建立一个四阶的燃料电池空气系统模型,包括电压模型、空压机模型、阴极模型、供应管道模型.其次设计PID、模糊PID和滑模控制器对空压机电压进行控制,使系统在燃料电池负载电流变化时可以及时跟踪最佳过氧比.仿真结果表明:当负载电流突变时,在输出空压机电压合理的前提下,滑模控制比PID和模糊PID控制缩短了约1.5 s的过氧比调节时间,能够更快到达最佳过氧比,有更好的控制效果,而且系统输出净功率可以保持在17 kW以上. 展开更多
关键词 pemfc系统 过氧比 PID控制 模糊PID控制 滑模控制
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PEMFC膜水含量及水传输综述
5
作者 禹永帅 刘永峰 +2 位作者 韩启沃 张璐 裴普成 《电池》 北大核心 2025年第1期146-152,共7页
燃料电池水管理的目的是维持电池内部的水平衡状态,实现长期稳定工作并保持最高输出性能。膜水含量是重要的状态参数,对电池的性能影响很大。综述质子交换膜燃料电池(PEMFC)内水的传输、转化过程以及膜水含量的研究进展。总结目前PEMFC... 燃料电池水管理的目的是维持电池内部的水平衡状态,实现长期稳定工作并保持最高输出性能。膜水含量是重要的状态参数,对电池的性能影响很大。综述质子交换膜燃料电池(PEMFC)内水的传输、转化过程以及膜水含量的研究进展。总结目前PEMFC膜水含量的测量方法,包括在线分析、数值模拟和间接法等,分析膜水含量对电流密度分布、质子传导能力和膜电阻等的影响机理。对比现有研究方法和检测方法的优缺点。当前,膜水含量的监测因成本、实时性和环境因素,仍有一定的局限性和误差。建立实时监测模型,维持水平衡状态,是提升电池性能和耐久性的关键。 展开更多
关键词 质子交换膜燃料电池(pemfc) 水含量 电流密度分布 质子传输 膜电阻 水传输 耐久性
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在模拟PEMFC环境和载荷共同作用下垫片材料的化学损伤研究
6
作者 赵嘉平 韦彦强 +3 位作者 冯一帆 张思琪 储俊 谈金祝 《电源技术》 北大核心 2025年第3期615-623,共9页
以质子交换膜燃料电池(PEMFC)的密封垫片为研究对象,通过实验方法对处于模拟PEMFC环境和压缩载荷共同作用下垫片材料(硅橡胶弹性体材料)的化学损伤情况进行研究。利用衰减全反射傅里叶变换红外光谱(ATR-FTIR)技术和X射线光电子能谱(XPS... 以质子交换膜燃料电池(PEMFC)的密封垫片为研究对象,通过实验方法对处于模拟PEMFC环境和压缩载荷共同作用下垫片材料(硅橡胶弹性体材料)的化学损伤情况进行研究。利用衰减全反射傅里叶变换红外光谱(ATR-FTIR)技术和X射线光电子能谱(XPS)技术从材料的分子结构分析垫片材料老化前后的化学损伤情况,并利用光学显微镜观察材料老化前后的表面微观形貌变化。实验结果表明,在模拟PEMFC环境和压缩载荷共同作用下,硅橡胶垫片材料的表面会出现化学损伤,分子结构发生了变化,材料表面的高分子主链产生断裂,高分子的交联区会发生水解,同时会生成新的物质SiO2。压缩载荷的增大和老化时间的增加会加剧硅橡胶垫片材料的损伤。 展开更多
关键词 pemfc 垫片材料 压缩载荷 化学损伤
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基于螺旋-花瓣耦合仿生流场的PEMFC性能分析与评价研究
7
作者 周谦谋 徐峰祥 +1 位作者 邹震 蒋舟顺 《太阳能学报》 北大核心 2025年第9期382-389,共8页
该文基于仿生思想设计一种耦合螺旋线结构与花瓣分形的新型仿生流场(BFF),并将提出的BFF与传统单蛇流场(1SFF)、五蛇流场(5SFF)和平行流场(PFF)的PEMFC峰值功率密度、水气传输特性、电流密度分布以及压降等性能指标进行对比分析。研究... 该文基于仿生思想设计一种耦合螺旋线结构与花瓣分形的新型仿生流场(BFF),并将提出的BFF与传统单蛇流场(1SFF)、五蛇流场(5SFF)和平行流场(PFF)的PEMFC峰值功率密度、水气传输特性、电流密度分布以及压降等性能指标进行对比分析。研究结果表明:0.6 V工作电压下,BFF的氧气质量分数平均值比PFF高67.9%,水质量分数平均值相较于PFF降低23.9%,两项均匀性指数达到0.9高于其他3种流场;BFF各界面层的平均膜态水含量小于其余3种流场,有效地去除生成产物水;BFF显著地降低压降,整体压降仅为PFF的16.7%。BFF峰值功率密度分别比1SFF高3.7%、比5SFF高5.5%、比PFF高30.1%。 展开更多
关键词 质子交换膜燃料电池(pemfc) 流场 数值模拟 仿生设计 水管理
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金属氧化物在PEMFC铂基催化剂中的研究进展 被引量：1
8
作者 黄晶 王金辉 +1 位作者 刘建峰 施正荣 《电池》 北大核心 2025年第2期349-353,共5页
为降低成本,提高质子交换膜燃料电池(PEMFC)的效率,有必要开发低铂负载的氧还原催化剂。介绍金属氧化物在PEMFC中氧还原催化剂领域的应用。金属氧化物作为PEMFC铂基催化剂的载体,具有较高的潜力,能提高催化剂的氧还原活性,也是良好的氧... 为降低成本,提高质子交换膜燃料电池(PEMFC)的效率,有必要开发低铂负载的氧还原催化剂。介绍金属氧化物在PEMFC中氧还原催化剂领域的应用。金属氧化物作为PEMFC铂基催化剂的载体,具有较高的潜力,能提高催化剂的氧还原活性,也是良好的氧还原催化剂,能催化氧还原反应(ORR)的进行。TiO_(2)、SnO_(2)和WO_(3)等金属氧化物作为铂基催化剂的载体,通过优化结构、掺杂元素等方式,可提高催化剂的催化活性、稳定性和耐久性。对金属氧化物在PEMFC铂基催化剂中的应用前景提出展望。 展开更多
关键词 质子交换膜燃料电池(pemfc) 金属氧化物 氧还原反应(ORR) 催化剂 铂(Pt)
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基于改进灰狼算法的PEMFC输出功率和系统效率多目标优化
9
作者 黄诚 苏建徽 +3 位作者 解宝 黄赵军 瞿晓丽 王建国 《合肥工业大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期37-43,共7页
为了同时优化质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cells,PEMFC)系统的效率和输出功率,文章首先建立PEMFC系统的机理模型,并分析系统效率和输出功率特性;其次针对传统灰狼算法(grey wolf optimizer,GWO)的初始化种群不均... 为了同时优化质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cells,PEMFC)系统的效率和输出功率,文章首先建立PEMFC系统的机理模型,并分析系统效率和输出功率特性;其次针对传统灰狼算法(grey wolf optimizer,GWO)的初始化种群不均匀和易出现早熟收敛的问题,引入佳点集种群初始化策略和非线性收敛因子策略,并由此提出一种改进多目标灰狼优化算法(multi-objective grey wolf optimizer,MOGWO),有效改善了灰狼算法的搜索精度和收敛性能;然后针对改进多目标灰狼优化算法求得的Pareto最优解集,使用TOPSIS评价法得出逼近理想解的最佳解,确定PEMFC系统的最佳运行条件;最后对所提出的MOGWO算法进行仿真验证,结果表明该算法能够有效提高PEMFC系统在实际运行中的输出功率和系统效率。 展开更多
关键词 质子交换膜燃料电池(pemfc) 输出功率 系统效率 多目标优化 改进灰狼算法
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基于TCN和AUKF联合迭代的PEMFC寿命融合预测方法 被引量：1
10
作者 赵波 张领先 +3 位作者 章雷其 陈哲 刘相万 谢长君 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第9期3609-3623,I0029,共16页
针对质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)的剩余使用寿命预测问题,该文提出一种基于时序卷积神经网络(temporal convolutional network,TCN)和自适应无迹卡尔曼滤波(adaptive unscented Kalman filter,AUKF)... 针对质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)的剩余使用寿命预测问题,该文提出一种基于时序卷积神经网络(temporal convolutional network,TCN)和自适应无迹卡尔曼滤波(adaptive unscented Kalman filter,AUKF)联合迭代的融合预测方法。该方法首先利用TCN进行短期预测,并用贝叶斯算法计算融合权重。然后利用离散小波变换将老化数据分解为波动趋势和老化趋势,基于TCN长期迭代预测波动趋势,基于TCN和AUKF联合迭代长期预测老化趋势,并将两种趋势叠加得到长期预测结果。最后利用融合权重将多个单体PEMFC的长期预测结果相融合。基于2种工况下5个单体电池的数据验证,短期预测结果表明TCN具有高预测精度,长期预测结果表明融合过程降低了PEMFC单体间老化程度不均衡的影响,提高电堆整体寿命预测的稳定性。 展开更多
关键词 质子交换膜燃料电池 剩余使用寿命 时序卷积网络 联合迭代 融合权重
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基于LLIMA的PEMFC电压模型参数辨识方法
11
作者 赵磊 温素芳 +1 位作者 刘广忱 张少杰 《太阳能学报》 北大核心 2025年第7期541-549,共9页
针对多数元启发式算法面对质子交换膜燃料电池电压模型参数辨识问题时易发生“早熟”导致参数辨识精度较低的问题,该文在改进蜉蝣算法基础上提出一种混沌映射和自适应Levy飞行的改进蜉蝣算法。首先,引入Logistic方程生成混沌序列,映射... 针对多数元启发式算法面对质子交换膜燃料电池电压模型参数辨识问题时易发生“早熟”导致参数辨识精度较低的问题,该文在改进蜉蝣算法基础上提出一种混沌映射和自适应Levy飞行的改进蜉蝣算法。首先,引入Logistic方程生成混沌序列,映射到问题空间中提高种群初始化的遍历性;其次,在蜉蝣的速度更新中加入自适应Levy飞行算法,利用Levy飞行大概率小步长,小概率大步长的特性帮助算法跳出局部最优值;此外,加入自适应策略动态调整蜉蝣速度,进一步缩短算法寻优时间;最后,通过4种测试函数在两种不同维度下的寻优结果验证算法的有效性。将所提算法应用于SR-12燃料电池电压模型参数辨识中,结果表明:相较于蜉蝣算法、改进的蜉蝣算法和粒子群算法,所提算法针对加入/未加入白噪声的实验数据均具有更快的收敛速度、更高的辨识精度以及更强的鲁棒性。 展开更多
关键词 质子交换膜燃料电池 元启发式算法 辨识 Levy飞行 混沌映射
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提高PEMFC阴极性能的类波结构流道设计
12
作者 陈焓 张德满 +1 位作者 邓鹏 鞠洪玲 《高校化学工程学报》 北大核心 2025年第2期228-236,共9页
质子交换膜燃料电池(PEMFC)的性能与流场中反应物的输运和水管理密切相关。通过绘制对称的波形函数曲线设计了4种类波结构流道用来提高PEMFC的传质和除水能力,并且运用数值模拟的方法分析了不同波形结构的水气分布、净功率密度。结果表... 质子交换膜燃料电池(PEMFC)的性能与流场中反应物的输运和水管理密切相关。通过绘制对称的波形函数曲线设计了4种类波结构流道用来提高PEMFC的传质和除水能力,并且运用数值模拟的方法分析了不同波形结构的水气分布、净功率密度。结果表明,与传统直流道相比,类波结构流道通过频繁的气流扰动使其性能得到了提高。波形为y=|0.4sin(2x)|流道的传质能力最大提高了16.2%,而波形为y=|0.4sin(x)|流道的除水能力最大提高了33.78%。在净功率密度方面,4种不同波形的流道相比直流道分别最大提高了0.81%、3.38%、5.64%、8.12%。 展开更多
关键词 质子交换膜燃料电池 类波流道 传质和除水能力 净功率密度
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PEMFC阴极蛇形通道两相流动特性的数值研究
13
作者 秦磊 郭雪岩 《太阳能学报》 北大核心 2025年第5期21-28,共8页
为研究质子交换膜燃料电池(PEMFC)在不同工况条件下的水管理特性,基于VOF方法对PEMFC阴极蛇形通道中的两相流动过程进行数值研究,采用在通道底面挖取入水孔的方式,通过设定不同相态比例的水为入口条件,旨在分析阴极通道中不同相态比例... 为研究质子交换膜燃料电池(PEMFC)在不同工况条件下的水管理特性,基于VOF方法对PEMFC阴极蛇形通道中的两相流动过程进行数值研究,采用在通道底面挖取入水孔的方式,通过设定不同相态比例的水为入口条件,旨在分析阴极通道中不同相态比例混合物的两相流动状态和输运过程对燃料电池水管理的影响。结果表明:通过分析通道入口处的水团分离特性,发现不同相态比例对水团在入口处的分离时间、分离体积有显著的影响,并发现入口处水团的两种分离方式以及壁面偏好差异,尤其是U型管处堆积差异的现象更加明显;通道中观测到的特征流型与两种分离方式有关,并且影响着通道的排水性能。 展开更多
关键词 质子交换膜燃料电池 两相流 水管理 VOF 汽水混合物
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气液逆流撞击作用下PEMFC加湿特性研究
14
作者 程志国 杨震 +2 位作者 牛远春 陈庚 陈志鹏 《电源技术》 北大核心 2025年第3期624-630,共7页
建立了气液逆流撞击作用下PEMFC加湿数值模型,研究高温、高压、可变工况下喷淋加湿过程气液耦合物理场,获得了不同逆向气体流速下单喷嘴加湿特性。数值研究表明:当气流速度保持为0.5 m/s时,喷淋加湿区域内径从250 mm减少至75 mm后,出口... 建立了气液逆流撞击作用下PEMFC加湿数值模型,研究高温、高压、可变工况下喷淋加湿过程气液耦合物理场,获得了不同逆向气体流速下单喷嘴加湿特性。数值研究表明:当气流速度保持为0.5 m/s时,喷淋加湿区域内径从250 mm减少至75 mm后,出口截面气体平均相对湿度提升2.88倍。其次,当气体流速上升至10 m/s后,两种尺寸区域内单喷嘴加湿能力分别下降50.12%和9.62%。 展开更多
关键词 pemfc 加湿 喷淋 气液逆流 罐径
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基于PEMFC系统的模型优化与仿真
15
作者 王小龙 李梦达 +1 位作者 李万里 裴光耀 《太阳能学报》 北大核心 2025年第8期263-268,共6页
为提高质子交换膜氢燃料电池在实际工况中的应用效率,根据实际电堆性能与质子交换膜氢燃料电池(PEMFC)的工作原理对现有的能斯特电动势模型进行改进,结合机理建模和辨识建模方法,建立效率更高、稳定性更好的新型PEMFC系统模型,基于Matla... 为提高质子交换膜氢燃料电池在实际工况中的应用效率,根据实际电堆性能与质子交换膜氢燃料电池(PEMFC)的工作原理对现有的能斯特电动势模型进行改进,结合机理建模和辨识建模方法,建立效率更高、稳定性更好的新型PEMFC系统模型,基于Matlab等平台对该模型进行仿真验证分析。结果表明,新型PEMFC系统模型能够直观反映电堆输出电压、输出功率、电池效率受温度、氢氧比、压差等参数影响的变化趋势,相较于传统PEMFC系统模型,在电池效率、续航、稳定性等方面有较大提升。 展开更多
关键词 氢燃料电池 pemfc系统模型 能斯特电动势 极化反应
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温度与压力对PEMFC气体扩散层关键指标的影响
16
作者 韦祎 邢彦锋 +3 位作者 张小兵 杨夫勇 曹菊勇 王影 《电池》 北大核心 2025年第4期757-762,共6页
低温质子交换膜燃料电池(PEMFC)中,气体扩散层(GDL)的温度变化带来的形变,对电池性能有重要影响。采用数值模拟方法,建立GDL的压缩模型,模拟在不同的工作温度下,装配压力对GDL传输特性的影响。工作温度的升高,会使GDL吸湿膨胀形变程度加... 低温质子交换膜燃料电池(PEMFC)中,气体扩散层(GDL)的温度变化带来的形变,对电池性能有重要影响。采用数值模拟方法,建立GDL的压缩模型,模拟在不同的工作温度下,装配压力对GDL传输特性的影响。工作温度的升高,会使GDL吸湿膨胀形变程度加剧,GDL孔隙结构加大,肋下和流道孔隙率增大,肋下电导率增加;压力的变化,会影响GDL的压缩状态和气体通道的开放性,对低温GDL的孔隙率影响最大,压力为2.0 MPa时,电导率明显增长。当工作温度为80℃,最佳装配压力在2.2~2.4 MPa时,孔隙率和电导率取得动态平衡,GDL获得最佳性能。 展开更多
关键词 质子交换膜燃料电池(pemfc) 气体扩散层(GDL) 数值模拟 形变 工作温度 压力 孔隙率 电导率
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面向PEMFC系统的多输入单输出ELM-Hammerstein建模与参数辨识
17
作者 樊亚敏 刘喜梅 +2 位作者 李梅航 吴青峰 何俊强 《太阳能学报》 北大核心 2025年第9期426-436,共11页
针对质子交换膜燃料电池(PEMFC)系统建模过程中存在的动态响应复杂、非线性关系难以准确表征等问题,提出一种基于多输入单输出Hammerstein结构的PEMFC整体系统建模与参数辨识新方法。首先,利用极限学习机(ELM)网络描述Hammerstein模型... 针对质子交换膜燃料电池(PEMFC)系统建模过程中存在的动态响应复杂、非线性关系难以准确表征等问题,提出一种基于多输入单输出Hammerstein结构的PEMFC整体系统建模与参数辨识新方法。首先,利用极限学习机(ELM)网络描述Hammerstein模型的输入非线性环节,构造能准确反映PEMFC系统动静态特性的模型框架。其次,利用关键项分离技术构造辨识模型,结合辅助模型思想推导辅助模型递推最小二乘(AM-RLS)算法和辅助模型遗忘梯度(AM-FG)算法对模型进行参数辨识。最后,将弹性网络(ElasticNet)与互信息分析(MIA)结合筛选与输出电能质量具有强关联性的可控变量,降低建模复杂度的同时提升计算效率。通过动态和稳态电流工况下的实测数据进行仿真验证,结果表明所建模型能够精准预测PEMFC的输出电压变化趋势,准确反映输出电能的质量波动情况。 展开更多
关键词 质子交换膜燃料电池 系统辨识 预测 ELM-Hammerstein模型 辅助模型思想
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阴极流场中嵌入多孔金属钛网的PEMFC的性能
18
作者 李士玲 卢广轩 +1 位作者 颜俏 李禹辰 《电池》 北大核心 2025年第4期712-717,共6页
优化阴极流场结构,可提高阴极开放式空冷(OA)质子交换膜燃料电池(PEMFC)的性能。设计一种在阴极流场中嵌入多孔金属钛网的流场结构,用于改善阴极气体分布均匀性,强化阴极流体传质传热。制备OA-PEMFC电堆,采用独立的阴极冷却流道,研究该... 优化阴极流场结构,可提高阴极开放式空冷(OA)质子交换膜燃料电池(PEMFC)的性能。设计一种在阴极流场中嵌入多孔金属钛网的流场结构,用于改善阴极气体分布均匀性,强化阴极流体传质传热。制备OA-PEMFC电堆,采用独立的阴极冷却流道,研究该优化结构对OA-PEMFC性能的影响,并与传统直流道空冷堆和商用钛双极空冷堆进行比较。该优化结构能改善OA-PEMFC的输出特性及热管理性能:电流密度1.0 A/cm^(2)时,OA-PEMFC单体电池的平均电压可达0.615 V,与商用金属堆相比,功率密度可提升6%;在1.1 A/cm^(2)电流密度运行条件下,OA-PEMFC性能稳定,电堆在60℃下可稳定运行40 min。 展开更多
关键词 质子交换膜燃料电池(pemfc) 阴极流场 多孔金属钛网 输出特性 阴极开放式空冷(OA)电堆
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PEMFC用碳纤维纸的复合疏水改性工艺研究
19
作者 任辉 王阳峰 +2 位作者 王红涛 姜蕊 丁忠伟 《太阳能学报》 北大核心 2025年第8期249-254,共6页
以聚四氟乙烯(PTFE)为疏水剂,探讨分步浸渍联合真空干燥的疏水处理工艺对碳纤维纸的微观形貌和性能的影响。结果表明,采用分步超声浸渍结合真空干燥的方法获得负载10%的疏水碳纸综合性能最优,此时碳纸透气率为1760 mL·mm/(cm^(2)&#... 以聚四氟乙烯(PTFE)为疏水剂,探讨分步浸渍联合真空干燥的疏水处理工艺对碳纤维纸的微观形貌和性能的影响。结果表明,采用分步超声浸渍结合真空干燥的方法获得负载10%的疏水碳纸综合性能最优,此时碳纸透气率为1760 mL·mm/(cm^(2)·h·mmAq),电阻率为7.3 mΩ·cm,接触角达到147°,0.6 V电压下电流密度为1.52 A/cm^(2),综合性能优于国外商业疏水碳纸。红外光谱和XPS显示含F的化学键的存在降低了碳纸的表面能,显著地提高碳纸的疏水性。 展开更多
关键词 质子交换膜燃料电池 气体扩散层 碳纸 聚四氟乙烯 疏水改性 分步浸渍
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PEMFC电堆冷启动控制策略与一致性研究
20
作者 邵佳雄 牛志刚 +1 位作者 陈醒 赵富强 《太阳能学报》 北大核心 2025年第7期521-529,共9页
建立单流道质子交换膜燃料电池(PEMFC)动态冷启动模型,通过实验验证模型可行性,提出一种基于改变输出特性的冷启动控制策略,分析该策略下单流道PEMFC冷启动性能;在单电池的基础上建立PEMFC电堆模型,研究并分析PEMFC电堆的一致性。研究... 建立单流道质子交换膜燃料电池(PEMFC)动态冷启动模型,通过实验验证模型可行性,提出一种基于改变输出特性的冷启动控制策略,分析该策略下单流道PEMFC冷启动性能;在单电池的基础上建立PEMFC电堆模型,研究并分析PEMFC电堆的一致性。研究结果表明:在243.15 K温度下所提策略可在30 s内实现单流道PEMFC成功冷启动,在248.15 K温度下可实现PEMFC电堆25 s内成功冷启动;冷启动过程中,PEMFC电堆中单个电池的温度、结冰情况以及输出电压均存在差异且两端单电池的输出特性决定了电堆冷启动结果。 展开更多
关键词 质子交换膜燃料电池 冷启动 电流密度 结冰 粒子群算法 控制策略 性能一致性
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