基于改进回声状态网络的质子交换膜燃料电池剩余寿命预测

1

作者 袁铁江 李荣盛 +1 位作者 康建东 闫华光 《中国电力》 北大核心 2025年第5期102-109,共8页

针对质子交换膜燃料电池(PEMFC)的剩余有效寿命预测技术(RUL)在中长期预测效果不佳的问题,提出了一种基于改进灰狼优化算法(IGWO)和回声状态网络(ESN)的剩余寿命预测方法。首先选取电堆电压作为健康指标,使用卷积平滑滤波法对PEMFC数据... 针对质子交换膜燃料电池(PEMFC)的剩余有效寿命预测技术(RUL)在中长期预测效果不佳的问题,提出了一种基于改进灰狼优化算法(IGWO)和回声状态网络(ESN)的剩余寿命预测方法。首先选取电堆电压作为健康指标,使用卷积平滑滤波法对PEMFC数据集进行数据平滑和归一化处理,有效减少异常值对后续模型训练的干扰。然后利用IGWO的局部和全局寻优能力对ESN的储备池参数进行优化,构建出IGWO-ESN网络模型,并利用处理后数据集进行PEMFC剩余寿命预测模型的训练,最后与传统的ESN进行对比验证。结果表明,改进后的ESN模型预测均方根误差和平均绝对百分比误差分别为0.0342和0.9315%,预测精度相较于普通ESN模型明显提升,中长期RUL的预测准确度也更高。 展开更多

关键词 质子交换膜燃料电池 回声状态网络 灰狼优化算法 剩余寿命预测

在线阅读 下载PDF 职称材料

改进灰狼优化算法优化CNN-LSTM的PEMFC性能衰退预测

2

作者 高锋阳 刘庆寅 +2 位作者 赵丽丽 齐丰旭 刘嘉 《电力系统保护与控制》 北大核心 2025年第13期175-187,共13页

为进一步提高车用质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell, PEMFC)电堆性能衰退预测与剩余使用寿命预测精度,提出一种改进灰狼优化算法优化卷积神经网络-长短期记忆(convolutional neural network-long short-term memo... 为进一步提高车用质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell, PEMFC)电堆性能衰退预测与剩余使用寿命预测精度,提出一种改进灰狼优化算法优化卷积神经网络-长短期记忆(convolutional neural network-long short-term memory, CNN-LSTM)的车用PEMFC性能衰退预测方法。首先,通过稳定小波变换对数据集去噪重构,使用改进灰狼算法对实测PEMFC电堆衰退数据进行分析,获得CNN-LSTM最优超参数。其次,利用最优超参数训练CNN-LSTM网络模型进行PEMFC性能衰退预测,并计算PEMFC电堆剩余使用寿命。最后,在电堆静态和动态工况下,将所提方法与传统长短期记忆循环网络、门控循环单元循环网络和未经优化的CNN-LSTM等模型预测进行比较。结果表明:在静态工况中,当训练集占比为60%时,所提方法相比传统CNN-LSTM预测结果均方根误差缩小59.02%,当训练集占比为70%时,PEMFC剩余使用寿命预测与实际相差1.16 h;在动态工况中,当训练集占比为40%时,平均绝对误差缩小18.78%。 展开更多

关键词 质子交换膜燃料电池 改进灰狼优化算法 卷积神经网络-长短期记忆 衰退预测 剩余使用寿命

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于改进鲸鱼算法优化GRU的PEMFC老化预测 被引量：12

3

作者 李浩 李浩 +2 位作者 杨扬 朱文超 谢长君 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第20期8166-8177,I0021,共13页

为提高质子交换膜燃料电池(protonexchange membranefuelcells,PEMFC)老化预测的可控性和预测精度,提出一种基于改进的鲸鱼优化算法(improvedwhale optimizationalgorithm, IWOA)优化门控循环单元(gated recurrent unit,GRU)神经网络的P... 为提高质子交换膜燃料电池(protonexchange membranefuelcells,PEMFC)老化预测的可控性和预测精度,提出一种基于改进的鲸鱼优化算法(improvedwhale optimizationalgorithm, IWOA)优化门控循环单元(gated recurrent unit,GRU)神经网络的PEMFC电压预测方法。采用IWOA获得GRU的最优超参数组,再利用GRU准确预测PEMFC电压。采用静态、准动态和动态工况下3组老化实验数据集,将提出的方法与反向传播神经网络、极限学习机、循环神经网络、长短期记忆神经网络、GRU和鲸鱼算法优化门控循环单元这6种方法相比较,所提出方法具有最高的老化预测和剩余使用寿命(remainingusefullife,RUL)估计精度。在静态、准动态和动态工况下,训练集占比为50%时,相比于GRU,所提出方法的预测结果的均方根误差分别降低56.99%、35.12%和9.95%。因此,该方法能够实现高精度PEMFC老化趋势和RUL预测。 展开更多

关键词 质子交换膜燃料电池 鲸鱼优化算法 门控循环单元 老化预测 剩余使用寿命

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于HHO-FA的PEMFC电堆辨识建模 被引量：2

4

作者 陈永辉 苏建徽 +3 位作者 解宝 吴琼 黄赵军 黄诚 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期282-289,共8页

为解决质子交换膜燃料电池(PEMFC)模型参数难以确定的问题,该文提出一种基于哈里斯鹰算法(HHO)和萤火虫算法(FA)联合的优化算法,即HHO-FA算法,用于PEMFC模型的参数辨识。为提高PEMFC建模精确度,HHO-FA保留HHO中搜索效率和精度较高的全... 为解决质子交换膜燃料电池(PEMFC)模型参数难以确定的问题,该文提出一种基于哈里斯鹰算法(HHO)和萤火虫算法(FA)联合的优化算法,即HHO-FA算法,用于PEMFC模型的参数辨识。为提高PEMFC建模精确度,HHO-FA保留HHO中搜索效率和精度较高的全局搜索过程,局部寻优过程结合具有群体寻优特征的FA算法,同时优化负责全局搜索和局部搜索切换的转换因子,加入惯性权重因子,优化算法结构。该文使用燃料电池的商业仿真工具箱Thermolib获取算例数据,并通过与粒子群算法(PSO)、HHO算法、蚁群算法(ACO)和FA算法对比分析,对HHO-FA的PEMFC参数辨识性能进行研究。仿真结果表明,相较于PSO、HHO、ACO和FA,HHO-FA的辨识精确度和收敛效率均最高,证实所提出HHO-FA算法在PEMFC模型参数辨识方面的突出性能。 展开更多

关键词 质子交换膜燃料电池 辨识 哈里斯鹰算法 萤火虫算法

在线阅读 下载PDF 职称材料

质子交换膜燃料电池叶脉型流场结构设计与优化 被引量：1

5

作者 甘忠禹 陈涛 +1 位作者 张瑞轩 肖飞 《电源技术》 CAS 北大核心 2024年第7期1327-1333,共7页

质子交换膜燃料电池的性能受双极板中流场结构的影响。设计了一种叶脉型仿生流场,并建立了一个三维、多相的PEMFC模型。为了使仿生流场PEMFC具有最大的输出功率,构建Kriging代理模型分别与遗传算法和粒子群优化算法结合,寻找此仿生流场... 质子交换膜燃料电池的性能受双极板中流场结构的影响。设计了一种叶脉型仿生流场,并建立了一个三维、多相的PEMFC模型。为了使仿生流场PEMFC具有最大的输出功率,构建Kriging代理模型分别与遗传算法和粒子群优化算法结合,寻找此仿生流场结构的最佳参数。结果表明当电池工作电压为0.5 V时,优化模型比基础模型功率提高了13.94%。优化模型阴极侧流道内液态水以及流道靠近气体扩散层处的气体压强、反应物质量分数分布均匀性更好。 展开更多

关键词 质子交换膜燃料电池 叶脉流场 结构优化 克里金代理模型 优化算法

在线阅读 下载PDF 职称材料

PEMFC系统建模与空气供给子系统氧气过量比的控制

6

作者 刘岩 肖纯 +2 位作者 陈静 伍炜 吴浩健 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期709-717,共9页

针对质子交换膜燃料电池空气供给子系统氧气过量比的控制问题,首先,建立面向控制的质子交换膜燃料电池系统的四阶非线性动态模型,构建电堆负载电流与最佳氧气过量比之间的拟合曲线方程;随后,设计一种采用新型复合趋近律的滑模控制器,并... 针对质子交换膜燃料电池空气供给子系统氧气过量比的控制问题,首先,建立面向控制的质子交换膜燃料电池系统的四阶非线性动态模型,构建电堆负载电流与最佳氧气过量比之间的拟合曲线方程;随后,设计一种采用新型复合趋近律的滑模控制器,并利用沙丘猫群优化算法对滑模控制中的参数进行寻优和整定;最后,对改进后的滑模控制器进行仿真验证,并与PID和其余3种滑模控制进行对比分析。仿真结果表明:当电堆负载电流变化时,改进后的滑模控制器可根据阴极流量偏差参数调节空压机的驱动电压,此时系统实时氧气过量比会迅速向最佳氧气过量比靠近,可将其两者之间的偏差控制0.1%之内,其所需的平均调节时间和误差性能指标均优于对比组。 展开更多

关键词 质子交换膜燃料电池 空气供给子系统 滑模控制 沙丘猫群优化算法 氧气过量比

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于IECSDE算法的PEMFC改进分数阶子空间辨识模型

7

作者 秦灏 戚志东 +1 位作者 于灵芝 童新 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期346-357,共12页

为准确描述质子交换膜燃料电池(PEMFC)在其发电过程中的特性及变量影响关系,提出一种基于信息交流布谷鸟搜索差分进化(IECSDE)算法的改进分数阶子空间辨识方法来建立PEMFC分数阶模型。首先基于状态空间方程建立PEMFC模型,为了描述PEMFC... 为准确描述质子交换膜燃料电池(PEMFC)在其发电过程中的特性及变量影响关系,提出一种基于信息交流布谷鸟搜索差分进化(IECSDE)算法的改进分数阶子空间辨识方法来建立PEMFC分数阶模型。首先基于状态空间方程建立PEMFC模型,为了描述PEMFC的分数阶特性,将分数阶微分理论融入到模型中,引入Poisson滤波函数预处理实验数据,解决数据多阶不可导的问题,同时引入变步长记忆法处理分数阶微分时的权系数,提高子空间辨识精度。其次在辨识过程中的参数对于建模效果具有重大影响,因此基于IECSDE算法并对其进行优化,对布谷鸟搜索(CS)算法中的控制参数进行自适应处理,受到粒子群优化(PSO)算法的启发,改进随机游走方式提高收敛精度和速度,并引入差分进化(DE)算法与改进CS算法分别对种群进行优化,同时在寻优过程中进行信息交流提高种群的多样性和算法的鲁棒性。仿真结果表明,IECSDE算法的寻优能力在8种测试函数下比其他5种优化算法至少提升了10倍;通过对PEMFC测控平台收集到的实验数据进行模型辨识,所建立的模型将误差缩小到基于短记忆法的分数阶子空间辨识方法误差的20%,输出功率误差控制在0~0.1之间,输出电压误差控制在0~0.2之间,能够精准地模拟PEMFC发电过程。 展开更多

关键词 质子交换膜燃料电池 分数阶子空间辨识 变步长记忆法 优化算法 信息交流

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于搜寻者优化算法的质子交换膜燃料电池模型优化 被引量：15

8

作者 李奇 陈维荣 +2 位作者 戴朝华 贾俊波 韩明 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第17期119-124,共6页

搜寻者优化算法(seeker optimization algorithm,SOA)是模拟人的随机搜索行为的一种应用于连续空间的群体智能优化算法。根据质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuelcell,PEMFC)极化曲线模型的建模原理,采用SOA算法对该模型... 搜寻者优化算法(seeker optimization algorithm,SOA)是模拟人的随机搜索行为的一种应用于连续空间的群体智能优化算法。根据质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuelcell,PEMFC)极化曲线模型的建模原理,采用SOA算法对该模型的参数进行优化,用以得到一组模型的最优参数。通过仿真结果与实验结果的对比分析,证明SOA算法能够使仿真结果和实验测试数据之间达到很高的拟合精度,对于优化PEMFC的极化曲线模型参数具有明显的优越性。因此,SOA算法对于改善PEMFC极化曲线模型的性能将起到重要的作用,并有望成为模型优化领域的一种新的有效工具。 展开更多

关键词 搜寻者优化算法 质子交换膜燃料电池 极化曲线模型 参数优化

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于自适应聚焦粒子群算法的质子交换膜燃料电池机理建模 被引量：12

9

作者 李奇 陈维荣 +2 位作者 刘述奎 林川 贾俊波 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第20期119-124,共6页

自适应聚焦粒子群算法(adaptive focusing particle swarm optimization,AFPSO)是根据粒子群(particle swarm optimization,PSO)算法的全局搜索与局部搜索平衡特性,改进得到的一种具有较好全局搜索能力和寻优速度的自适应群体智能优化... 自适应聚焦粒子群算法(adaptive focusing particle swarm optimization,AFPSO)是根据粒子群(particle swarm optimization,PSO)算法的全局搜索与局部搜索平衡特性,改进得到的一种具有较好全局搜索能力和寻优速度的自适应群体智能优化算法。根据质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)模型的建模原理,利用AFPSO算法进行参数估计,得到一组机理模型的最优参数。通过仿真结果与实验结果的对比分析,证明AFPSO算法能够使仿真结果和实验测试数据之间达到很高的拟合精度,对于模型参数估计具有明显的优越性。因此,AFPSO算法对于改善PEMFC机理模型的输出性能将起到重要的作用,并有望成为模型参数优化领域的一种新的有效工具。 展开更多

关键词 自适应聚焦粒子群算法 质子交换膜燃料电池 机理建模 参数优化 自适应参数

在线阅读 下载PDF 职称材料

阴极流道对PEM燃料电池性能影响 被引量：5

10

作者 孙红 王敏 +2 位作者 吴玉厚 孙佳 刘振鹏 《沈阳建筑大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2009年第3期566-569,共4页

目的研究阴极流道变化对PEM燃料电池性能的影响,比较不同阴极流道下的PEM燃料电池的性能和稳定性,优化阴极流道,找出阴阳极流道的最佳组合.方法运用燃料电池测试系统测量了PEM燃料电池的性能参数,比较在相同操作参数,相同阳极流道,不同... 目的研究阴极流道变化对PEM燃料电池性能的影响,比较不同阴极流道下的PEM燃料电池的性能和稳定性,优化阴极流道,找出阴阳极流道的最佳组合.方法运用燃料电池测试系统测量了PEM燃料电池的性能参数,比较在相同操作参数,相同阳极流道,不同的阴极流道对电池性能的影响.结果阳极交指/阴极交指流场燃料电池性能最好,阳极交指/阴极蛇形流场燃料电池性能其次,阳极交指/阴极平行流场燃料电池性能最低.阳极流道与阴极流道的最佳组合为阳极交指流道、阴极交指流道组成的流场为最佳组合流场.结论实验结果对PEM燃料电池的流道优化组合具有重要的参考作用,为其推广应用提供了参考依据. 展开更多

关键词 质子交换膜(PEM) 燃料电池 流道优化 操作参数

在线阅读 下载PDF 职称材料

质子交换膜燃料电池运行参数的仿真优化 被引量：6

11

作者 简弃非 赵永利 刘海燕 《华南理工大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第10期6-10,共5页

为研究质子交换膜燃料电池(PEMFC)工作温度和反应气体工作压力变化对单体输出性能的影响,通过建立PEMFC单体的电化学模型及系统参数模型,利用Matlab软件,以Mark V型燃料电池发动机为实例,研究了工作温度和反应气体工作压力变化对电池单... 为研究质子交换膜燃料电池(PEMFC)工作温度和反应气体工作压力变化对单体输出性能的影响,通过建立PEMFC单体的电化学模型及系统参数模型,利用Matlab软件,以Mark V型燃料电池发动机为实例,研究了工作温度和反应气体工作压力变化对电池单体输出性能的影响.结果表明:(1)工作温度每提高10K,单体的平均电压、平均功率将增加3%,在高温阶段增幅略有下降;(2)提高反应气体工作压力同样有利于提高电池的输出性能,但提高幅度受电池本身的限制,其工作压力一般不超过1MPa;(3)PEMFC还具有较好的瞬时过载能力. 展开更多

关键词 质子交换膜 燃料电池 电化学模型 稳态 运行参数 仿真 优化

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于搜寻者优化算法的燃料电池建模 被引量：2

12

作者 李奇 戴朝华 +2 位作者 陈维荣 贾俊波 韩明 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2008年第8期525-527,549,共4页

基于连续空间群体智能的搜寻者优化算法(SOA),提出了一种新的优化燃料电池模型的方法,并将其用于质子交换膜燃料电池(PEMFC)的极化曲线模型,以得到最优参数。实验结果表明,这种优化建模方法使数学模型和实验数据之间达到了较高的拟合精... 基于连续空间群体智能的搜寻者优化算法(SOA),提出了一种新的优化燃料电池模型的方法,并将其用于质子交换膜燃料电池(PEMFC)的极化曲线模型,以得到最优参数。实验结果表明,这种优化建模方法使数学模型和实验数据之间达到了较高的拟合精度,对于优化建模具有明显的优越性。 展开更多

关键词 燃料电池建模 搜寻者优化算法 质子交换膜燃料电池 全局优化

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于改进PSO算法的燃料电池模型优化 被引量：5

13

作者 李奇 陈维荣 +1 位作者 贾俊波 湛耀添 《电池》 CAS CSCD 北大核心 2007年第6期418-421,共4页

采用一种改进粒子群优化(PSO)算法,提出了一种优化燃料电池模型的方法,并用于质子交换膜燃料电池(PEMFC)的极化曲线模型,以得到最优参数。结果表明,这种优化模型的平均平方误差(MSE)为4.42×10-10V2,相关系数为99.87%,数学模型和实... 采用一种改进粒子群优化(PSO)算法,提出了一种优化燃料电池模型的方法,并用于质子交换膜燃料电池(PEMFC)的极化曲线模型,以得到最优参数。结果表明,这种优化模型的平均平方误差(MSE)为4.42×10-10V2,相关系数为99.87%,数学模型和实验数据之间的拟合精度高。 展开更多

关键词 建模 粒子群优化(PSO)算法 质子交换膜燃料电池(PEMFC)

在线阅读 下载PDF 职称材料

燃料电池并网发电系统控制参数协调优化方法 被引量：2

14

作者 韩莹 杨寒卿 +2 位作者 张雪霞 李奇 陈维荣 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期1592-1600,共9页

为提高燃料电池并网发电系统运行的小干扰稳定性,提出一种燃料电池并网发电系统控制参数全局优化方法。针对大功率质子交换膜燃料电池(PEMFC)动态特性,建立150 k W的PEMFC发电系统模型,在此基础上建立系统的小信号模型。利用特征值分析... 为提高燃料电池并网发电系统运行的小干扰稳定性,提出一种燃料电池并网发电系统控制参数全局优化方法。针对大功率质子交换膜燃料电池(PEMFC)动态特性,建立150 k W的PEMFC发电系统模型,在此基础上建立系统的小信号模型。利用特征值分析法分析确定影响系统稳定的关键参数,在充分考虑系统小干扰稳定性、阻尼比和稳定裕度协调优化情况下,利用回溯搜索算法(BSA)实现对燃料电池发电系统的关键控制参数的全局优化。 展开更多

关键词 质子交换膜燃料电池 并网发电系统 小干扰稳定性 回溯搜索算法 参数协调优化

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于多场耦合模型质子交换膜燃料电池性能影响因素的分析与优化 被引量：3

15

作者 张智明 李昆朋 +1 位作者 沈哲民 胡淞 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第S1期98-104,共7页

基于有限元理论,建立质子交换膜燃料电池(PEMFC)性能的多物理场模型,利用UDF编程方法实现了ANSYS和FLUENT的联合仿真,考虑装配压力、接触电阻、电池工作温、湿度等参数,分析了各参数对燃料电池性能的影响,并优化参数使PEMFC性能提高13.... 基于有限元理论,建立质子交换膜燃料电池(PEMFC)性能的多物理场模型,利用UDF编程方法实现了ANSYS和FLUENT的联合仿真,考虑装配压力、接触电阻、电池工作温、湿度等参数,分析了各参数对燃料电池性能的影响,并优化参数使PEMFC性能提高13.4%,对今后PEMFC电化学性能优化具有一定的指导意义. 展开更多

关键词 质子交换膜燃料电池 性能仿真 多场耦合 接触电阻 参数优化

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于Simscape的质子交换膜燃料电池冷却系统建模与温度控制策略 被引量：6

16

作者 王星 孙俊 +1 位作者 陈宁芳 闫立 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期857-869,共13页

为了提高质子交换膜燃料电池(PEMFC)冷却系统模型精度且能够方便有效地对其实现控制,提出基于Simulink/Simscape构建膨胀水箱、冷却液循环泵、散热器等关键冷却系统模块,对燃料电池冷却系统进行物理建模仿真;水冷型燃料电池电堆的温度... 为了提高质子交换膜燃料电池(PEMFC)冷却系统模型精度且能够方便有效地对其实现控制,提出基于Simulink/Simscape构建膨胀水箱、冷却液循环泵、散热器等关键冷却系统模块,对燃料电池冷却系统进行物理建模仿真;水冷型燃料电池电堆的温度与冷却液出入堆温差主要受散热器的空气流量与循环水的流量影响,针对空气流量与循环水流量存在强耦合关系,提出了冷却液流量跟随电流控制,线性自抗扰控制空气流量的联合控制策略,实现了散热风扇和循环水泵控制的解耦;为保证控制策略的有效性,减少整定参数的工作量,提出了精英遗传算法优化ADRC(自抗扰控制)参数的方法,优化后的控制策略应对输入有扰动时,系统的最大超调量仅有1.23%且能在30 s内再次达到稳定,因此能够对燃料电池电堆温度实现有效控制。仿真结果表明通过优化后的控制策略在无干扰或有白噪声干扰的阶跃负载电流影响下,都能够对电堆温度与冷却液温差实现有效控制,具有很强的鲁棒性与抗干扰能力。 展开更多

关键词 质子交换膜燃料电池(PEMFC) 冷却系统模型 流量跟随 自抗扰控制 遗传算法优化

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于NSGA2算法的燃料电池系统净功率优化 被引量：2

17

作者 李先允 冯瀚飞 《电源技术》 CAS 北大核心 2023年第1期83-87,共5页

在质子交换膜燃料电池系统中,寄生功率占据燃料电池系统输出功率的相当一部分,系统的净输出功率是燃料电池系统的重要指标之一。目前对于燃料电池本身性能的改善主要集中在凭经验对单一控制参数的调整。提出了在稳态下,结合质、能量守... 在质子交换膜燃料电池系统中,寄生功率占据燃料电池系统输出功率的相当一部分,系统的净输出功率是燃料电池系统的重要指标之一。目前对于燃料电池本身性能的改善主要集中在凭经验对单一控制参数的调整。提出了在稳态下,结合质、能量守恒公式推导,将空气过量系数、温度、阴极压力和阳极压力协同控制,将控制参数作为决策变量,燃料电池功率、空压机功率和散热器功率作为目标函数,采用一种非支配排序遗传算法(NSGA2)进行优化,在提高燃料电池输出功率的同时降低空压机和散热器的功率,并和传统的遗传算法(GA)作比较,验证了NSGA2的适用性,并探究了稳态条件对优化效果的影响。 展开更多

关键词 质子交换膜燃料电池 能量守恒定律 参数优化 寄生功率 NSGA2算法

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于改进遗传算法的PEMFC电堆稳态运行优化

18

作者 莫志军 朱新坚 +1 位作者 韦凌云 曹广益 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2006年第8期625-629,共5页

在质子交换膜燃料电池(PEMFC)运行过程中,运行压力、反应气条件、质子膜含水状态、电堆温度、输出电流等因素,都会影响电堆功率输出,因此须确定电堆输出最大功率的最优运行状态。为确定最大输出功率,建立了一个PEM-FC电堆参数模型和优... 在质子交换膜燃料电池(PEMFC)运行过程中,运行压力、反应气条件、质子膜含水状态、电堆温度、输出电流等因素,都会影响电堆功率输出,因此须确定电堆输出最大功率的最优运行状态。为确定最大输出功率,建立了一个PEM-FC电堆参数模型和优化目标,并提出一种实现此优化的改进遗传算法。使用1kW电堆的实验数据通过最小二乘法确定了模型参数,同时详细叙述了如何利用此遗传算法实现优化,对PEMFC电堆最优运行条件进行了分析。计算和分析结果表明此遗传算法能够有效确定最大输出功率和最优运行状态。 展开更多

关键词 质子交换膜燃料电池 稳态建模 稳态优化 改进遗传算法 小生境

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于代理模型的三维梯形流道质子交换膜燃料电池结构优化设计 被引量：7

19

作者 夏雷 于泽庭 +1 位作者 许国平 纪少波 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第6期2238-2247,共10页

为了优化梯形直流道质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)的性能,以梯形流道的上/下底宽为设计变量,建立一个三维,多相的梯形直流道PEMFC模型。以矩形直流道质子交换膜燃料电池为基础模型,用于对比分析。以净... 为了优化梯形直流道质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)的性能,以梯形流道的上/下底宽为设计变量,建立一个三维,多相的梯形直流道PEMFC模型。以矩形直流道质子交换膜燃料电池为基础模型,用于对比分析。以净输出功率为目标函数,应用克里金(Kriging)代理模型完整预测分析域和形成响应面,发现用Kriging代理模型构建的响应面函数精度较高。最后,通过遗传算法得到一个宽矮型的最优梯形流道结构。研究显示梯形流道下底宽对净输出功率的影响较大,增加流道的下底宽度可以促进氧气向下扩散,从而提高电流密度。当电压为0.5V时,和基础模型相比,最优模型的净输出功率提升20.90%。研究还发现在阴极侧,流道下方氧气的摩尔浓度比脊下方的浓度高,沿着反应物的流动方向氧气摩尔浓度逐渐下降。沿着反应物流动方向和垂直方向,最优模型的氧气浓度梯度低于基础模型,最优模型的氧气分布更加均匀。在阴极扩散层及催化层内,最优模型的氧气平均摩尔浓度高于基础模型。 展开更多

关键词 质子交换膜燃料电池 数值模拟 优化设计 克里金代理模型 遗传算法

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于二阶RQ-RLC模型的质子交换膜燃料电池水管理故障诊断 被引量：7

20

作者 刘相万 杨扬 +2 位作者 朱文超 谭金婷 谢长君 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第21期7893-7904,共12页

水淹和膜干故障严重影响质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)的工作性能及使用寿命。为充分刻画高频及低频段电化学反应信息,该文建立宽频PEMFC电化学阻抗谱,提出基于二阶RQ-RLC等效电路模型的水管理故障诊... 水淹和膜干故障严重影响质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)的工作性能及使用寿命。为充分刻画高频及低频段电化学反应信息,该文建立宽频PEMFC电化学阻抗谱,提出基于二阶RQ-RLC等效电路模型的水管理故障诊断方法。首先,搭建燃料电池测试台架,进行水管理故障模拟实验,测试得到对应的电化学阻抗谱,辨识二阶RQ-RLC等效电路模型的参数,并获得八维水管理故障数据集。然后,运用线性判别分析方法对高维水管理故障数据集降维得到故障特征样本集,并选取4个模型关键参数作为故障诊断特征量。最后,提出自适应差分进化优化支持向量机算法对故障特征样本集进行分类,在50组、130组和210组样本下测试集分类准确率分别100%、97.44%和95.24%,结果表明所提方法能准确诊断出燃料电池所处的水管理故障类型。 展开更多

关键词 质子交换膜燃料电池 二阶RQ-RLC等效电路模型 自适应差分进化优化支持向量机 水管理 故障诊断

在线阅读 下载PDF 职称材料