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计及多堆燃料电池效率特性的氢储混合系统协调优化控制方法 被引量：3
1
作者 王鑫 涂春鸣 +2 位作者 郭祺 侯玉超 肖凡 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2023年第7期19-26,共8页
针对传统多堆燃料电池的控制方法难以解决系统全功率范围高效运行与暂态电压稳定的问题,提出了一种计及多堆燃料电池效率特性的氢储混合系统协调优化控制方法,分为系统优化分配层与装备协调控制层。在系统优化分配层,提出了一种优化分... 针对传统多堆燃料电池的控制方法难以解决系统全功率范围高效运行与暂态电压稳定的问题,提出了一种计及多堆燃料电池效率特性的氢储混合系统协调优化控制方法,分为系统优化分配层与装备协调控制层。在系统优化分配层,提出了一种优化分配与轻载运行策略,以多堆燃料电池系统的效率最优为目标求解全功率映射集合,实现多堆燃料电池功率的优化分配,并避免燃料电池运行于轻载区间;在装备协调控制层,提出了一种燃料电池和电池组暂态功率快速平衡控制与稳态能量互补方法,实现两者之间暂、稳态的能量互补,抑制系统直流母线电压波动,提高系统的运行稳定性。基于Simulink平台进行算例分析,结果验证了所提协调优化控制方法的可行性与正确性。 展开更多
关键词 氢储混合系统 多堆燃料电池 效率特性 功率分配 协调控制
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车用多堆燃料电池系统能量管理与控制策略 被引量：9
2
作者 周苏 王克勇 +1 位作者 文泽军 张岗 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期107-115,共9页
针对单堆燃料电池系统的输出功率、效率和寿命问题,对车用多堆燃料电池(multi-stack fuel cell,MFC)系统的能量管理策略(energy management strategy,EMS)与控制策略进行研究。提出了多级能量管理策略,其中第一级EMS基于工况对MFC系统... 针对单堆燃料电池系统的输出功率、效率和寿命问题,对车用多堆燃料电池(multi-stack fuel cell,MFC)系统的能量管理策略(energy management strategy,EMS)与控制策略进行研究。提出了多级能量管理策略,其中第一级EMS基于工况对MFC系统与动力电池系统间的能量进行自适应分配,第二级EMS引入兼顾效率和寿命的目标优化函数,优化分配每个电堆的功率输出。研究结果表明,在满足同一电功率负载工况需求条件下,与单堆燃料电池系统相比较,MFC系统的燃料经济性可提高约4%,系统寿命性能也有所改善。 展开更多
关键词 多堆燃料电池系统 能量管理策略 工况识别 优化模型 最优分配策略
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基于EKF在线辨识的多堆燃料电池系统最大效率点跟踪控制方法 被引量：6
3
作者 李奇 刘强 +1 位作者 王天宏 陈维荣 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第2期673-683,共11页
为保证多堆燃料电池系统(multi-stack fuel cell system,MFCS)在负载不断变化条件下仍能稳定运行在最大效率点,该文提出了一种基于扩展卡尔曼滤波(extended Kalman filter,EKF)在线辨识算法的MFCS最大效率点跟踪控制的方法。该方法利用... 为保证多堆燃料电池系统(multi-stack fuel cell system,MFCS)在负载不断变化条件下仍能稳定运行在最大效率点,该文提出了一种基于扩展卡尔曼滤波(extended Kalman filter,EKF)在线辨识算法的MFCS最大效率点跟踪控制的方法。该方法利用EKF的实时在线拟合能力,快速实现对MFCS效率/功率曲线的辨识,做到实时估计系统最大效率点功率,并通过功率分配方法实现各个电堆间出力的合理分配,来达到维持系统在最大效率点处稳定运行的目的。最后,在搭建的RT-LAB半实物硬件在环测试平台上,与扰动观测(perturb and observe,P&O)算法进行了对比分析。实验结果证明,该文所提方法能够快速的实时估计MFCS最大效率点功率并且实现跟踪控制,减小燃料电池功率变化率等退化参数,提高燃料电池的耐久性。 展开更多
关键词 多堆燃料电池系统 实时最大效率点跟踪 扩展卡尔曼滤波 功率分配方法 硬件在环
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多堆燃料电池系统温度模型预测控制 被引量：5
4
作者 沈伟 石霖 +3 位作者 陈春光 周苏 王宁 裴冯来 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第9期1368-1376,共9页
针对多堆燃料电池系统各电堆温度的控制问题,提出了一种将阴阳极出口气体温度作为电堆温度修正项的并联式热管理子系统模型,并对多堆燃料电池系统进行热平衡分析。首先,采用模型预测控制方法进行温度控制;然后,应用系统模型辨识的方法... 针对多堆燃料电池系统各电堆温度的控制问题,提出了一种将阴阳极出口气体温度作为电堆温度修正项的并联式热管理子系统模型,并对多堆燃料电池系统进行热平衡分析。首先,采用模型预测控制方法进行温度控制;然后,应用系统模型辨识的方法建立多个预测模型,通过切换预测模型控制不同工况点的电堆温度过程;最后,设计测试工况进行仿真验证。结果表明:在相应的温度指标下,并联式热管理子系统应用模型预测控制算法能够快速准确地进行多堆燃料电池系统中各电堆的温度控制,并且增加典型工况点的多个预测模型有助于提升控制效果,使得超调量减小,调节时间缩短。 展开更多
关键词 燃料电池 多堆燃料电池系统 温度控制 模型预测控制
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多堆燃料电池系统空气供应解耦控制器设计
5
作者 顾欣 周苏 +1 位作者 谢正春 高建华 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期252-260,共9页
大功率多堆燃料电池空气供应系统控制由储气罐控制、各堆进气流量节流阀控制以及进气压力背压阀控制构成。试验分析发现,在节流阀与背压阀控制之间存在较强耦合性。为此,基于多堆空气系统架构,采用相关技术来辨识其空气供应子系统在稳... 大功率多堆燃料电池空气供应系统控制由储气罐控制、各堆进气流量节流阀控制以及进气压力背压阀控制构成。试验分析发现,在节流阀与背压阀控制之间存在较强耦合性。为此,基于多堆空气系统架构,采用相关技术来辨识其空气供应子系统在稳态工作点附近的局部线性化传递函数矩阵,并基于前馈解耦补偿技术,实现多堆空气系统储气罐、节流阀与背压阀在稳态工作点附近的相对独立控制。实验结果表明,该方法可实现多堆燃料电池空气供给系统的供给压力、进气流量与进气压力的解耦,具有良好的解耦效果和实用性能。 展开更多
关键词 多堆燃料电池 解耦控制 空气供应系统 硬件在环仿真(HIL)
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考虑燃料电池老化的多堆自适应功率分配方法 被引量：2
6
作者 李奇 刘强 +1 位作者 李艳昆 王天宏 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第4期713-721,共9页
为延长多堆燃料电池系统(multi-stack fuel cell system,MFCS)使用寿命,保证运行过程中各电堆总体退化性能逐渐趋于一致,针对大功率质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)系统,提出了一种考虑电堆老化的MFCS自... 为延长多堆燃料电池系统(multi-stack fuel cell system,MFCS)使用寿命,保证运行过程中各电堆总体退化性能逐渐趋于一致,针对大功率质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)系统,提出了一种考虑电堆老化的MFCS自适应功率分配方法.在MFCS运行过程中,由于燃料电池输出功率会随不同运行条件而动态变化,导致每个电堆老化程度通常不一致,因此提出量化指标电压退化程度(voltage degradation degree,VDD)来表征燃料电池在运行过程中电堆的老化程度;还采用燃料电池半经验模型来模拟老化对电堆性能的影响;最后,通过RT-LAB搭建硬件在环(hardware-in-the-loop,HIL)测试平台,与原有的功率分配方法做比较.结果表明:该方法能协调各燃料电池出力,减缓电堆老化速率;相较于平均功率分配方法和链式功率分配方法在MFCS的氢耗量上分别降低了13.59%和8.04%. 展开更多
关键词 多堆燃料电池系统 一致性 电堆老化 功率分配方法 电压退化程度
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多堆燃料电池系统分级冷起动策略研究
7
作者 石霖 梅宇航 裴冯来 《质量与标准化》 2023年第5期50-53,共4页
本文针对燃料电池系统低温冷起动现行国家标准中的测试方法与要求,结合多堆燃料电池系统新型结构,研究其冷起动控制策略,并加以有效性验证。
关键词 多堆燃料电池系统 水热管理 低温冷起动
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基于FFRLS的多堆燃料电池系统功率分配方法 被引量：1
8
作者 梁建英 陈维荣 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第4期722-728,782,共8页
为减小多堆燃料电池系统(multi-stack fuel cell system,MFCS)中单体燃料电池运行期间输出功率的大范围变化,提高MFCS平均效率,以保证各燃料电池长期稳定运行,针对大功率质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)... 为减小多堆燃料电池系统(multi-stack fuel cell system,MFCS)中单体燃料电池运行期间输出功率的大范围变化,提高MFCS平均效率,以保证各燃料电池长期稳定运行,针对大功率质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)系统,提出了一种基于遗忘因子递推最小二乘(forgetting factor recursive least square,FFRLS)在线辨识地改进链式功率分配方法.该方法利用FFRLS算法的实时在线辨识能力估算运行中的每个燃料电池最大效率范围(maximum efficiency range,MER),并将其边界值作为约束参考值实时更新链式功率的限定区间;然后,依据负载需求功率变化和各燃料电池效率高低顺序分配各电堆出力;最后,在搭建的RT-LAB半实物平台上进行试验分析.试验结果表明:与平均功率分配和传统链式功率分配方法相比,本文所提方法对MFCS效率分别提高了0.93%和1.95%. 展开更多
关键词 多堆燃料电池系统 遗忘因子递推最小二乘 最大效率范围 改进链式功率分配 半实物平台
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