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公开(公告)号：CN119994122A
公开(公告)日：2025-05-13
申请号：CN202510150759.6
申请日：2025-02-11
Applicant: 西安交通大学
IPC: H01M8/04992 , H01M8/04298 , H01M8/04858 , H01M8/04746 , H01M8/04014
Abstract: 本发明公开了基于模糊神经网络PID的燃料电池输出电压控制方法及系统，该方法包括：基于MATLAB/Simulink仿真平台，建立空冷燃料电池电压模型，得到空冷燃料电池在不同工况下的温度变化；搭建空冷燃料电池测试试验台，获取输出电压随电流变化的极化曲线；根据实验数据，采用非线性最小二乘法对半经验方程进行标定，并对比实验结果，验证模型准确性；通过PID控制器改变输入氢气流量，实现电堆输出电压的稳定控制，提高电池发电性能；采用模糊神经网络优化PID控制器，根据期望电压与实际电压的误差、误差变化率，自适应调整PID的控制参数，从而实现更好的温度控制效果。本发明具有鲁棒性强、响应速度快等优点，确保燃料电池电堆电压输出维持在固定预设值。
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公开(公告)号：CN119374019A
公开(公告)日：2025-01-28
申请号：CN202411602457.X
申请日：2024-11-11
Applicant: 西安交通大学 , 冰轮环境技术股份有限公司
Abstract: 本发明公开了一种氢气储存与管理模块的架构设计系统与工作方法，该系统包括气瓶组和压力传感器组等；氢气入口与外部制氢设备连接，氢气入口通过过滤器连接一个四通接头，该四通接头连接有入口压力传感器、缓冲罐以及一个三通接头，该三通接头的两个剩余接口分别连接进气电磁阀以及单向阀，单向阀后连接直通电磁阀；直通电磁阀后连接稳压罐；进气电磁阀后连接一个三通接头，该三通接头分别连接氢气压缩机的氢气入口以及回收电磁阀，回收电磁阀后连接稳压罐，氢气压缩机的氢气出口连接储氢罐，储氢罐出口连接出口电磁阀，出口电磁阀后连接稳压罐，稳压罐与氢气出口连接。本发明具有四种工作模式，解决了制氢设备与用氢设备之间氢流量不平衡的问题。
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公开(公告)号：CN118428221B
公开(公告)日：2024-12-17
申请号：CN202410541053.8
申请日：2024-04-30
Applicant: 西安交通大学
IPC: G06F30/27 , H01M8/04298 , H01M8/04992 , G06F30/28 , G06N3/006 , G06F113/08 , G06F119/14 , G06F111/04 , G06F111/08 , G06F111/10 , G06F119/08
Abstract: 本发明公开了一种燃料电池参数辨识方法、装置、设备及存储介质，涉及质子交换膜燃料电池技术领域，包括以下步骤：构建质子交换膜燃料电池的半经验模型；计算半经验模型输出电压的理论值，通过半经验模型输出电压的理论值与实际值之间的均方误差构建目标函数；根据半经验模型确定多个待辨识参数，将多个待辨识参数作为决策变量构建目标函数的多个约束条件；基于多个约束条件，以最小化目标函数为优化目标和以多个待辨识参数为待求解变量构建质子交换膜燃料电池的优化模型；通过多策略麻雀搜索优化算法对优化模型进行求解，得到多个最优待辨识参数。本发明的多策略麻雀搜索优化算法引入Tent混沌映射来初始化种群，并增加种群的数量，然后合并这两个种群。在追随者位置更新阶段和警戒者位置更新阶段增加自适应反馈机制，在有限迭代次数下降低了收敛精度。采用了DE/best/1突变策略和动态缩放因子sf更新麻雀位置。提高了算法的全局和局部寻优能力，从而提高了燃料电池参数辨识的准确性。
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公开(公告)号：CN113745562B
公开(公告)日：2023-03-28
申请号：CN202110977683.6
申请日：2021-08-24
Applicant: 西安交通大学
IPC: H01M8/026 , H01M8/0265
Abstract: 本发明公开了一种用于PEMFC的阴极流场板、双极板及PEMFC，包括阴极流场板本体；若干气体流道间隔平行设置在阴极流场板本体的其中一个表面，若干冷却水流道间隔平行设置在阴极流场板本体的另一个表面；气体流道与冷却水流道一一对应设置；每个气体流道的截面积沿气体流动方向呈周期性变化；气体流道的每个截面积变化周期内，包括依次连通的突缩段、突扩段及气体直流段；相邻突缩段与突扩段的连接处形成气体流道咽喉，相邻气体流道上的气体流道咽喉交错设置；本发明通过周期性的气体流道咽喉，有效强化了对流传质性能；将相邻气体流道上的气体流道咽喉交错设置，有利于脊下多孔介质内积水的排出，有效提高了电池的输出性能。
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公开(公告)号：CN120015876A
公开(公告)日：2025-05-16
申请号：CN202510150754.3
申请日：2025-02-11
Applicant: 西安交通大学
IPC: H01M8/04992 , H01M8/04298 , H01M8/04701 , G05B11/42
Abstract: 本发明公开了基于解耦控制结合模糊PID的燃料电池温度控制方法及系统，该方法包括：基于Matlab/Simulink平台搭建燃料电池热管理系统，得到燃料电池在不同工况下的温度变化；对搭建的燃料电池热管理系统进行系统辨识，得到不同平衡点的传递函数矩阵；通过辨识得到的传递函数矩阵设计前馈解耦控制器；针对燃料电池热管理子系统设计模糊PID控制器，根据期望温度与实际温度的误差、误差变化率自适应调整PID的控制参数；最后采用PSO算法优化模糊控制中的模糊隶属度函数与模糊规则，从而实现更好的温度控制效果。本发明相较于传统控制方法提高了控制精度，具有鲁棒性强、超调量小、调整时间快等优点，一定程度上克服了燃料电池热管理系统非线性强、耦合性强的问题。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN119297338A
公开(公告)日：2025-01-10
申请号：CN202411078676.2
申请日：2024-08-07
Applicant: 西安交通大学
IPC: H01M8/04298 , H01M8/04992 , H01M8/0432 , H01M8/04701 , H01M8/04858 , H01M8/04029 , H01M8/04007 , F25D17/02 , F25D29/00 , G06F17/10
Abstract: 本发明提供了一种热电联供系统模型及其冷却水水温控制方法、设备、介质，属于燃料电池热电联供技术领域，热电联供系统模型包括电池堆模型、冷却水箱模型、散热器模型、换热器模型、蓄热水箱模型构成。电池堆模型连接有负载；第一水泵模型的出水口与电池堆模型的冷却水进水口连接；散热器模型的进水口通过三通阀与电池堆模型的出水口连接，出水口与第一水泵模型的进水口连接；换热器模型的进水口通过三通阀与电池堆模型的出水口连接，出水口与第一水泵模型的进水口连接；第二水泵模型的出水口与换热器模型的进水口连接；蓄热水箱模型的进水口与换热器模型的出水口连接，出水口与第二水泵模型的进水口连接。本发明能够显著提高热量利用率。
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公开(公告)号：CN118472321B
公开(公告)日：2025-01-03
申请号：CN202410541108.5
申请日：2024-04-30
Applicant: 西安交通大学
IPC: H01M8/04701 , H01M8/04992 , H01M8/04007 , H01M8/04014 , G06N3/084 , G06N3/0499
Abstract: 本发明公开了一种空冷PEMFC温度控制方法、装置、设备及介质，涉及燃料电池温度控制技术领域，包括以下步骤：将上一时刻的实际温度、当前时刻的实际温度和控制量输入至RBF神经网络，对RBF神经网络进行正向传播，得到空冷PEMFC的辨识温度；并将辨识温度与当前时刻的控制量的比值求偏导，得到雅克比信息；将当前时刻的实际温度、目标温度输入至BP神经网络，基于雅克比信息对BP神经网络进行误差反向传播训练，通过训练后BP神经网络对PID控制器的控制参数进行优化；通过优化后的控制参数对PID控制器的控制量进行优化，通过优化后的控制量对空冷PEMFC的温度进行控制。本发明在保持传统PID控制器的基础上，采用RBF神经网络进行正向传播，辨识出系统的温度，提供雅克比信息给BP神经网络，BP神经网络接受雅克比信息进行训练，实现PID参数的在线整定，这种自校正PID提高了系统的自适应能力和抗干扰能力，调节精度高，响应速度快。
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公开(公告)号：CN118607197A
公开(公告)日：2024-09-06
申请号：CN202410664909.0
申请日：2024-05-27
Applicant: 西安交通大学
Abstract: 一种燃料电池催化层微观重构与传质阻力计算方法及相关装置，属于氢燃料电池技术领域；先建立计算区域，初始化参数，预先设定催化层的微观结构参数；然后基于实验测试结果，在计算区域内依次生成中空碳载体、离聚物、铂颗粒，并依据孔隙尺寸结构，根据毛细凝聚理论在碳载体内孔中生成液态水，从而生成中空碳载体结构的催化层；随后统计生成的中空碳催化层的特征数据并输出结果，最后基于格子Boltzmann方法，采用极限电流密度策略计算氧气在中空碳催化层内的传质阻力。本发明通过调整所需的结构特征参数，可以快速、低成本的获得催化层真实的微观结构，并计算出其传质阻力与氧气浓度分布，计算方便、快捷、准确，为数值研究及催化层微观结构设计提供参考。
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公开(公告)号：CN118472321A
公开(公告)日：2024-08-09
申请号：CN202410541108.5
申请日：2024-04-30
Applicant: 西安交通大学
IPC: H01M8/04701 , H01M8/04992 , H01M8/04007 , H01M8/04014 , G06N3/084 , G06N3/0499
Abstract: 本发明公开了一种空冷PEMFC温度控制方法、装置、设备及介质，涉及燃料电池温度控制技术领域，包括以下步骤：将上一时刻的实际温度、当前时刻的实际温度和控制量输入至RBF神经网络，对RBF神经网络进行正向传播，得到空冷PEMFC的辨识温度；并将辨识温度与当前时刻的控制量的比值求偏导，得到雅克比信息；将当前时刻的实际温度、目标温度输入至BP神经网络，基于雅克比信息对BP神经网络进行误差反向传播训练，通过训练后BP神经网络对PID控制器的控制参数进行优化；通过优化后的控制参数对PID控制器的控制量进行优化，通过优化后的控制量对空冷PEMFC的温度进行控制。本发明在保持传统PID控制器的基础上，采用RBF神经网络进行正向传播，辨识出系统的温度，提供雅克比信息给BP神经网络，BP神经网络接受雅克比信息进行训练，实现PID参数的在线整定，这种自校正PID提高了系统的自适应能力和抗干扰能力，调节精度高，响应速度快。
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公开(公告)号：CN118431503A
公开(公告)日：2024-08-02
申请号：CN202410532061.6
申请日：2024-04-29
Applicant: 西安交通大学
IPC: H01M8/04014 , H01M8/04701
Abstract: 本发明公开了一种质子交换膜燃料电池的热管理系统和温度控制方法，其中热管理系统包括：燃料电池电堆、颗粒过滤器、三通阀、加热器、主散热器、副散热器、风扇、水泵、膨胀水箱和控制模块，其中冷却水循环回路可分为加热支路和散热支路以满足不同工作阶段的系统需求；本发明中质子交换膜燃料电池热管理系统对风扇吹入的冷却空气进行二次利用，因为经过主散热器的冷却空气与副散热器中的冷却水仍然存在30K的温差，所以可以利用其二次冷却副散热器，如此可以减少所需冷却空气流量，并使得风扇脱离低效区，明显减少风扇消耗的寄生功率；本发明的控制方法包括：控制模块采用两个独立的PID控制器分别调整水泵和风扇的转速以实现冷却水出口温度和进口温度的控制，并且通过强化学习方法优化水泵侧PID控制器，提高了热管理系统的自适应能力，改善了控制效果。
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