CN111310306A - 一种质子交换膜燃料电池阳极氮气浓度的在线观测方法 - Google Patents

一种质子交换膜燃料电池阳极氮气浓度的在线观测方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111310306A
CN111310306A CN202010060664.2A CN202010060664A CN111310306A CN 111310306 A CN111310306 A CN 111310306A CN 202010060664 A CN202010060664 A CN 202010060664A CN 111310306 A CN111310306 A CN 111310306A
Authority
CN
China
Prior art keywords
anode
fuel cell
voltage
nitrogen concentration
nitrogen
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202010060664.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111310306B (zh
Inventor
陈剑
刘志洋
严池州
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhejiang University ZJU
Original Assignee
Zhejiang University ZJU
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhejiang University ZJU filed Critical Zhejiang University ZJU
Priority to CN202010060664.2A priority Critical patent/CN111310306B/zh
Publication of CN111310306A publication Critical patent/CN111310306A/zh
Priority to PCT/CN2020/098783 priority patent/WO2021143054A1/zh
Priority to US17/419,728 priority patent/US20220231313A1/en
Application granted granted Critical
Publication of CN111310306B publication Critical patent/CN111310306B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/04537—Electric variables
    • H01M8/04544—Voltage
    • H01M8/04559—Voltage of fuel cell stacks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04305—Modeling, demonstration models of fuel cells, e.g. for training purposes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/0444—Concentration; Density
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/0444—Concentration; Density
    • H01M8/04447—Concentration; Density of anode reactants at the inlet or inside the fuel cell
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/04537—Electric variables
    • H01M8/04574—Current
    • H01M8/04589—Current of fuel cell stacks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04694—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by variables to be controlled
    • H01M8/04858—Electric variables
    • H01M8/04865—Voltage
    • H01M8/0488—Voltage of fuel cell stacks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04694—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by variables to be controlled
    • H01M8/04858—Electric variables
    • H01M8/04895—Current
    • H01M8/0491—Current of fuel cell stacks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04992—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the implementation of mathematical or computational algorithms, e.g. feedback control loops, fuzzy logic, neural networks or artificial intelligence
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M2008/1095—Fuel cells with polymeric electrolytes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Fuzzy Systems (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

本发明公开了一种质子交换膜燃料电池阳极氮气浓度在线观测的方法。首先基于燃料电池的气体跨膜穿透模型和阳极物料守恒模型，建立阳极氮气浓度动态模型，然后处理获得氮气分压与平均单片电池电压间的平均电压退化值作为在线反馈信息，基于阳极氮气浓度动态模型与在线反馈信息建立阳极氮气浓度的在线观测器，利用在线观测器观测获得燃料电池的阳极氮气浓度。本发明解决了质子交换膜燃料电池发动机系统在动态工况下运行过程中阳极氮气浓度在线观测的问题，在燃料电池发动机的阳极净化、燃料电池的健康检测等方面有着广阔的应用前景。

Description

一种质子交换膜燃料电池阳极氮气浓度的在线观测方法
技术领域
本发明属于燃料电池应用的领域的一种燃料电池在线测量方法，尤其是一种质子交换膜燃料电池阳极氮气浓度的在线观测方法。
背景技术
近年来，随着全球汽车保有量的迅速增长，能源和环境问题日益突出，已引起当今社会的广泛关注。汽车作为环境污染排放的重要来源，肩负改善交通、保护环境、节约能源等重要责任，中国汽车产业发展节能与新能源汽车刻不容缓，汽车产业步入转型关键时期。燃料电池汽车作为新能源汽车的重要发展方向之一。燃料电池发电系统作为燃料电池汽车的关键组成部分之一，其性能研究、控制策略设计与应用对提高燃料电池车辆整车性能和降低燃料电池车辆生产成本具有重大意义。然而，目前燃料电池发动机在线运行过程中燃料电池内部很多关键参数没法直接通过传感器获得，在一定程度的限制了先进的控制方法在燃料电池发动机上的应用。
其中，为了提高燃料电池发动机氢气的利用率，在燃料电池发动机运行过程中阳极采用死端模式。此种模式下，从阴极穿越过来的氮气会在阳极腔体内不断积累，无法实现阳极氮气浓度的准确和在线观测，无法实现有效的净化。然而目前已有研究中还没有能够稳定地实现阳极氮气浓度的在线观测。
发明内容
为了解决背景技术中存在的问题，本发明提出了一种质子交换膜燃料电池阳极氮气浓度的在线观测方法，基于燃料电池发动机的操作特点，提出了本观测器在动态工况下的应用方法，解决了质子交换膜燃料电池发动机系统运行过程中阳极氮气浓度在线观测的问题，能够稳定准确地进行阳极氮气浓度的在线观测。
如图2所示，本发明所采用的技术方案是：
首先基于燃料电池的气体跨膜穿透模型和阳极物料守恒模型，建立阳极氮气浓度动态模型，然后处理获得氮气分压与平均单片电池电压间的平均电压退化值作为在线反馈信息，基于阳极氮气浓度动态模型与在线反馈信息建立阳极氮气浓度的在线观测器，利用在线观测器观测获得燃料电池的阳极氮气浓度。
本发明提取了燃料电池膜电极在在给定的温度和气体湿度的操作条件下随电流密度变化的氮气穿透速率，基于阳极物料守恒模型可以更准确的描述阳极氮气浓度动态模型；
氮气分压与平均单片电池电压间的平均电压退化值是基于质子交换膜燃料电池的能斯特方程的变形，直接表征了氢气浓度变化与电压动态变化的关系。
方法步骤具体为：
1)建立阳极氮气浓度动态模型
首先，对于燃料电池中单片电池的膜电极，在温度和气体湿度固定条件下，以膜电极对氮气的穿透系数
Figure BDA0002374345840000021
作为燃料电池输出电流Ist的函数f(Ist)：
Figure BDA0002374345840000022
接着，在已知膜电极对氮气的穿透系数的情况下，根据穿透系数
Figure BDA0002374345840000023
燃料电池阴极氮气分压
Figure BDA0002374345840000024
和阳极氮气分压
Figure BDA0002374345840000025
的压差来计算氮气体跨膜穿透速率
Figure BDA0002374345840000026
Figure BDA0002374345840000027
然后，根据燃料电池阳极的运行温度Tan、气体常数参数R、燃料电池阳极回路的体积Van建立以下阳极氮气浓度动态模型：
Figure BDA0002374345840000028
2)根据阳极氮气浓度动态模型构建燃料电池电压的燃料电池能斯特方程获得氮气分压与平均电压间的单片电池电压理想值：
Figure BDA0002374345840000029
其中，Vavgcell为平均单片电池电压的理想值，E0为理想状态下单片电池的可逆电压，b0为气体压力参数，Pan为阳极压力，
Figure BDA00023743458400000210
为阳极氮气的分压，
Figure BDA00023743458400000211
为阴极氧气分压，P0为大气压，vohm为单片电池的欧姆损耗电压，vact为单片电池的极化损耗电压，vcon为单片电池的浓度损耗电压；
根据单片电池电压，在阳极氮气浓度为0的参考单片电池电压与氧气存在且氮气浓度
Figure BDA00023743458400000212
下的单片电池电压做差，得到阳极氮气分压与平均单片电池电压之间的平均电压退化值ΔVavgcell：
Figure BDA00023743458400000213
3)根据气体跨膜穿透模型、阳极氮气浓度动态模型和阳极氮气分压与平均单片电池电压变化量，建立以下阳极氮气浓度的在线观测器，利用在线观测器观测实时获得燃料电池的阳极氮气浓度：
Figure BDA00023743458400000214
Figure BDA0002374345840000031
其中，c2和c1表示观测器的第一、第二常数参数，
Figure BDA0002374345840000032
表示阳极氮气浓度的观测值；H为在线观测器的增益参数，ΔVavgcell为平均电压退化值，y(t)为平均单片电池电压退化值的测量值由以下公式计算：
y(t)＝V(t)-V*
其中，V(t)为当前平均单片电池电压测量值，V*为当前运行条件下平均单片电压的理想值。
本发明获得的阳极氮气浓度是作为燃料电池气体净化的反馈量，进而帮助精准控制燃料电池中阳极的净化，提高氢气利用率。
本发明基于以上在线观测器，进一步提出了如图2所示的当前运行条件下平均单片电压的理想值的选取方法：在燃料电池的电流进行阶跃变化或在燃料电池阳极经历过净化，经过一个过渡时间t，一般过渡时间t取为0.5-1秒，若电压测量值稳定后，电压测量值稳定是指连续两次测量的电压测量值V(t)之间的差值在5mv之内，则再选取稳定后的平均单片电压测量值V(t)为当前运行条件下平均单片电压的理想值。这样能解决燃料电池在不同输出电流下当前运行条件下平均单片电压的理想值的选取问题和燃料电池排出多余氮气后一段时间对燃料电池平均单片电池电压波动的问题，避免动态工况下引起的电压波动而使观测器的反馈失效。
本发明的有益效果是：
本发明解决了质子交换膜燃料电池发动机系统在动态工况运行过程中阳极氮气浓度在线观测的问题。相比与现有的观测器只能解决部分恒定电流条件下氮气浓度观测的问题，本发明提出的观测器基于本发明提出的当前运行条件下平均单片电压的理想值的选取方法，可以应用于更为常见的动态工况更具备应用价值。燃料电池发动机的阳极净化、燃料电池的健康监控和控制等方面有着广阔的应用前景。
附图说明
图1是本发明中用于观测器的当前运行条件下平均单片电压的理想值的选取方法；
图2是本发明实施例中实验辨识氮气穿透系数的结果；
图3是本发明实施例中一个净化周期内燃料电池输出和气体浓度的变化曲线。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
依照本发明发明内容中所描述的氮气浓度观测器的实现方法，将其在实验台架的计算机程序中实现：
1)建立阳极氮气浓度动态模型
首先，对于燃料电池中单片电池的膜电极，在温度和气体湿度固定条件下，以膜电极对氮气的穿透系数
Figure BDA0002374345840000041
作为燃料电池输出电流Ist的函数f(Ist)；
接着，在已知膜电极对氮气的穿透系数的情况下，根据穿透系数
Figure BDA0002374345840000042
燃料电池阴极氮气分压
Figure BDA0002374345840000043
和阳极氮气分压
Figure BDA0002374345840000044
的压差来计算氮气体跨膜穿透速率
Figure BDA0002374345840000045
然后，根据燃料电池阳极的运行温度Tan、气体常数参数R、燃料电池阳极回路的体积Van建立以下阳极氮气浓度动态模型。
2)根据阳极氮气浓度动态模型获得氮气分压与平均电压间的单片电池电压理想值；然后在阳极氮气浓度为0的参考单片电池电压与氧气存在且氮气浓度
Figure BDA0002374345840000046
下的单片电池电压做差，得到阳极氮气分压与平均单片电池电压之间的平均电压退化值ΔVavgcell。
3)建立以下阳极氮气浓度的在线观测器，利用在线观测器观测实时获得燃料电池的阳极氮气浓度。
具体实施中在燃料电池的电流进行阶跃变化或在燃料电池阳极经历过净化情况中，经过一个过渡时间t，若电压测量值稳定后，则再选取稳定后的平均单片电压测量值V(t)为当前运行条件下平均单片电压的理想值。
为了得到氮气在膜电极中的穿透系数，设计了实验对氮气在膜电极中的穿透系数进行辨识，其中在其他条件保持稳定的情况下，氮气穿透系数在工作区间内随着电流密度呈线性变化，得到两个点的实验值即可估计出变化曲线。在0.4A/cm2的电流密度下辨识得到氮气的穿透系数是1.490×10-9mol/(Pα·s)。在0.6A/cm2的电流密度下辨识得到氮气的穿透系数是1.994×10-9mol/(Pa·s)。
然后将本发明所提出的观测器在控制器中实现，实验过程中阴极给定2.5的恒定计量比，测试环境氧气含量为21％，阴阳极压力依照燃料电池生产商的参考值设定，燃料电池冷却剂入口温度被控制在60℃±0.5℃，出口温度被控制在65℃±0.5℃。
实例实施结果如图3所示。图3中，在一个净化周期内，多次进行负载的阶跃变化，每次变化过程都会基于图1的算法重新选取参考电压，整个净化周期不受负载变化影响，最终可以连续的观测整个工况条件下的氮气浓度。

Claims (3)

1.一种质子交换膜燃料电池阳极氮气浓度的在线观测方法，其特征在于：
首先基于燃料电池的气体跨膜穿透模型和阳极物料守恒模型，建立阳极氮气浓度动态模型，然后处理获得氮气分压与平均单片电池电压间的平均电压退化值作为在线反馈信息，基于阳极氮气浓度动态模型与在线反馈信息建立阳极氮气浓度的在线观测器，利用在线观测器观测获得燃料电池的阳极氮气浓度。
2.根据权利要求1所述的一种质子交换膜燃料电池阳极氮气浓度的在线观测方法，其特征在于：方法步骤具体为：
1)建立阳极氮气浓度动态模型
首先，对于燃料电池中单片电池的膜电极，在温度和气体湿度固定条件下，以膜电极对氮气的穿透系数
Figure FDA0002374345830000011
作为燃料电池输出电流Ist的函数f(Ist)：
Figure FDA0002374345830000012
接着，在已知膜电极对氮气的穿透系数的情况下，根据穿透系数
Figure FDA0002374345830000013
燃料电池阴极氮气分压
Figure FDA0002374345830000014
和阳极氮气分压
Figure FDA0002374345830000015
的压差来计算氮气体跨膜穿透速率
Figure FDA0002374345830000016
Figure FDA0002374345830000017
然后，根据燃料电池阳极的运行温度Tan、气体常数参数R、燃料电池阳极回路的体积Van建立以下阳极氮气浓度动态模型：
Figure FDA0002374345830000018
2)根据阳极氮气浓度动态模型获得氮气分压与平均电压间的单片电池电压理想值：
Figure FDA0002374345830000019
其中，Vavgcell为平均单片电池电压的理想值，E0为理想状态下单片电池的可逆电压，b0为气体压力参数，Pan为阳极压力，
Figure FDA00023743458300000110
为阳极氮气的分压，
Figure FDA00023743458300000111
为阴极氧气分压，P0为大气压，vohm为单片电池的欧姆损耗电压，vact为单片电池的极化损耗电压，vcon为单片电池的浓度损耗电压；
在阳极氮气浓度为0的参考单片电池电压与氧气存在且氮气浓度
Figure FDA00023743458300000112
下的单片电池电压做差，得到阳极氮气分压与平均单片电池电压之间的平均电压退化值ΔVavgcell：
Figure FDA00023743458300000113
3)建立以下阳极氮气浓度的在线观测器，利用在线观测器观测实时获得燃料电池的阳极氮气浓度：
Figure FDA0002374345830000021
Figure FDA0002374345830000022
其中，c2和c1表示观测器的第一、第二常数参数，
Figure FDA0002374345830000023
表示阳极氮气浓度的观测值；H为在线观测器的增益参数，ΔVavgcell为平均电压退化值，y(t)为平均单片电池电压退化值的测量值由以下公式计算：
y(t)＝V(t)-V*
其中，V(t)为当前平均单片电池电压测量值，V*为当前运行条件下平均单片电压的理想值。
3.根据权利要求2所述的一种质子交换膜燃料电池阳极氮气浓度的在线观测方法，其特征在于：在燃料电池的电流进行阶跃变化或在燃料电池阳极经历过净化，经过一个过渡时间t，若电压测量值稳定后，则再选取稳定后的平均单片电压测量值V(t)为当前运行条件下平均单片电压的理想值。
CN202010060664.2A 2020-01-19 2020-01-19 一种质子交换膜燃料电池阳极氮气浓度的在线观测方法 Active CN111310306B (zh)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010060664.2A CN111310306B (zh) 2020-01-19 2020-01-19 一种质子交换膜燃料电池阳极氮气浓度的在线观测方法
PCT/CN2020/098783 WO2021143054A1 (zh) 2020-01-19 2020-06-29 一种质子交换膜燃料电池阳极氮气浓度在线观测方法
US17/419,728 US20220231313A1 (en) 2020-01-19 2020-06-29 Online observation method of anode nitrogen concentration for proton exchange membrane fuel cell

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010060664.2A CN111310306B (zh) 2020-01-19 2020-01-19 一种质子交换膜燃料电池阳极氮气浓度的在线观测方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111310306A true CN111310306A (zh) 2020-06-19
CN111310306B CN111310306B (zh) 2022-04-08

Family

ID=71148329

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010060664.2A Active CN111310306B (zh) 2020-01-19 2020-01-19 一种质子交换膜燃料电池阳极氮气浓度的在线观测方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20220231313A1 (zh)
CN (1) CN111310306B (zh)
WO (1) WO2021143054A1 (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021143054A1 (zh) * 2020-01-19 2021-07-22 浙江大学 一种质子交换膜燃料电池阳极氮气浓度在线观测方法
WO2021164172A1 (zh) * 2020-02-21 2021-08-26 浙江大学 一种质子交换膜燃料电池阳极气体净化控制方法
CN113903956A (zh) * 2021-09-18 2022-01-07 北方工业大学 质子交换膜燃料电池建模方法以及装置
CN117790844A (zh) * 2024-02-27 2024-03-29 氢质氢离(北京)氢能科技有限公司 燃料电池发动机氢腔氮气浓度控制策略及试验标定方法

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114597458B (zh) * 2022-05-10 2022-08-12 中汽研新能源汽车检验中心(天津)有限公司 一种阳极循环模式下燃料电池性能预测方法及系统

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120064204A (ko) * 2010-12-09 2012-06-19 현대자동차주식회사 연료전지용 상대습도 및 응축수 추정기 및 이를 이용한 응축수 드레인 제어 방법
CN103035935A (zh) * 2011-10-07 2013-04-10 通用汽车环球科技运作有限责任公司 用于燃料电池系统的阳极吹扫和排放阀策略
CN107480372A (zh) * 2017-08-11 2017-12-15 天津大学 质子交换膜燃料电池阳极尾气循环模型建立方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006062060A1 (de) * 2006-12-29 2008-07-03 Robert Bosch Gmbh Sensorelement mit innen liegender Anode
US8057941B2 (en) * 2007-06-15 2011-11-15 GM Global Technology Operations LLC Comprehensive method for triggering anode bleed events in a fuel cell system
KR102532330B1 (ko) * 2017-12-12 2023-05-16 현대자동차주식회사 연료전지의 수소 농도 추정방법 및 시스템
CN109815554B (zh) * 2018-12-29 2020-01-14 清华大学 燃料电池内部状态模型的标定方法、装置和计算机设备
CN110706752B (zh) * 2019-09-10 2022-03-25 华中科技大学 一种固体氧化物燃料电池系统多模态分析模型建模方法
CN111310306B (zh) * 2020-01-19 2022-04-08 浙江大学 一种质子交换膜燃料电池阳极氮气浓度的在线观测方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120064204A (ko) * 2010-12-09 2012-06-19 현대자동차주식회사 연료전지용 상대습도 및 응축수 추정기 및 이를 이용한 응축수 드레인 제어 방법
CN103035935A (zh) * 2011-10-07 2013-04-10 通用汽车环球科技运作有限责任公司 用于燃料电池系统的阳极吹扫和排放阀策略
CN107480372A (zh) * 2017-08-11 2017-12-15 天津大学 质子交换膜燃料电池阳极尾气循环模型建立方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
LING HONG等: "A nonlinear control strategy for fuel delivery in PEM fuel cells considering nitrogen permeation", 《SCIENCE DIRECT》 *
Y.UCHIDA等: "Atmospheric pressure of nitrogen plasmas in a ferroelectric packed-bed barrier discharge reactor. Part II. Spectroscopic measurements of excited nitrogen molecule density and its vibrational temperature", 《IEEE XPLORE》 *
戴朝华等: "质子交换膜燃料电池单体电压均衡性研究综述", 《中国电机工程学报》 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021143054A1 (zh) * 2020-01-19 2021-07-22 浙江大学 一种质子交换膜燃料电池阳极氮气浓度在线观测方法
WO2021164172A1 (zh) * 2020-02-21 2021-08-26 浙江大学 一种质子交换膜燃料电池阳极气体净化控制方法
CN113903956A (zh) * 2021-09-18 2022-01-07 北方工业大学 质子交换膜燃料电池建模方法以及装置
CN117790844A (zh) * 2024-02-27 2024-03-29 氢质氢离(北京)氢能科技有限公司 燃料电池发动机氢腔氮气浓度控制策略及试验标定方法
CN117790844B (zh) * 2024-02-27 2024-05-24 氢质氢离(北京)氢能科技有限公司 燃料电池发动机氢腔氮气浓度控制策略及试验标定方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN111310306B (zh) 2022-04-08
WO2021143054A1 (zh) 2021-07-22
US20220231313A1 (en) 2022-07-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111310306B (zh) 一种质子交换膜燃料电池阳极氮气浓度的在线观测方法
CN111244509B (zh) 一种质子交换膜燃料电池系统温度主动容错控制方法
CN114094146A (zh) 一种燃料电池质子交换膜的氢气渗透电流的测试方法
CN110008435A (zh) 一种燃料电池最优功率点计算方法
US9252439B2 (en) System and method for activating fuel cells
CN115207417A (zh) 一种大面积燃料电池电流密度分布计算方法
CN114089210B (zh) 一种质子交换膜燃料电池健康状态估计方法及系统
CN113299951B (zh) 一种质子交换膜燃料电池阴极压力及流量观测方法
CN114628745B (zh) 用于高温质子交换膜燃料电池的极化损失分离方法及系统
CN114583221A (zh) 一种电堆衰减寿命的测算方法
Li et al. A new fuel cell degradation model indexed by proton exchange membrane thickness derived from polarization curve
Cong et al. Study on the degradation of proton exchange membrane fuel cell under load cycling conditions
CN116231013A (zh) 燃料电池故障嵌入模型的建立方法
CN114186438B (zh) 用于制氢的质子交换膜电解池性能预测模型的建立方法
CN115810774A (zh) 一种质子交换膜燃料电池堆的快速活化方法
CN113504470A (zh) 一种基于稳态伏安法的燃料电池氢气渗透量测量方法
Han et al. Degradation differences of a single proton exchange membrane fuel cell: energy management strategy and dynamic programming
Yi et al. A multidisciplinary design method and application for complex systems
Wang et al. Analysis of fuel cell impedance characteristics at high current density based on distribution of relaxation times
CN113555593B (zh) 基于物理场分布非均匀性的质子交换膜燃料电池运行方法
CN113659174B (zh) 一种膜电极制造过程能力指数的评估方法
CN115692793A (zh) 一种串漏估算方法、系统、燃料电池、车辆、介质及设备
Dehn et al. Development of a near-dead-ended fuel cell stack operation in an automotive drive system
CN116256638A (zh) 一种质子交换膜燃料电池的寿命预测方法
CN116087783A (zh) 一种动态工况下pemfc电解质热衰减判别及模拟方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant