基于扩张状态观测器的PEMFC发电系统串级滑模控制方法

质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)发电系统过氧比(oxygen excess ratio,OER)控制过程中存在强非线性、不确定性以及外部干扰,对系统的稳定高效运行提出挑战。提出一种基于扩张状态观测器(extended state observer, ESO)的串级滑模控制(cascade sliding mode control,CSMC)方法。该控制方法采用双环控制策略,控制内环为基于ESO的等速趋近律滑模算法,其中ESO用于实现系统总扰动的实时观测与反馈补偿;外环为在一定系统边界下快速收敛的Super-twisting滑模算法。最后,在RT-LAB半实物平台上,考虑扰动及参数摄动,对所提出的CSMC方法进行对比实验。实验结果表明,所提出的控制方法不仅具有更快的响应速度及更小超调量,而且能够更好地抑制外部扰动及内部不确定性的影响,表现出更强的抗扰能力和鲁棒性。     

基于CoolsiCTM的高速高性能燃料电池空压机设计

1引言氢能源称为人类社会的“终极能源”,以氢燃料电池驱动的汽车,行驶过程中没有污染,只生成水。燃料电池系统由电堆和BOP(Balance of Plant)构成。燃料电池BOP为电堆稳定运行提供了必要的外部环境,包括空气系统、冷却系统、增湿系统、功率输出控制等部分组成。由于大功率燃料电池工作时需要消耗大量的氧气,这就需要高速空压机输送大量的空气。空压机的作用对空气进行增压,为燃料电池电堆提供合适流量、温度、压力、湿度的洁净空气,满足电堆的功率输出需求。空压机是空气循环系统的核心,其性能对燃料电池系统的效率、紧凑性等有着重要影响。     

燃料电池用QCS键和层析硅胶膜的制备及其性能表征

以季铵化壳聚糖(QCS)和层析硅胶为原料,制备了不同硅胶含量的多孔膜。用傅里叶变换红外(FTIR)和扫描电镜(SEM)对多孔膜的结构和形貌进行表征。同时,考察了层析硅胶的用量对多孔膜的含水率(WU)、溶胀度(SR)、机械性能和电导率的影响。结果表明,随着层析硅胶含量的增加,多孔膜的含水率、溶胀度和电导率均升高,但机械性能下降。当层析硅胶的用量为40%时,多孔膜的含水率高达816%,但是膜的溶胀度仅为189%,拉伸强度为5.6MPa,断裂伸长率为4.2%;在测试温度为70℃时,不同层析硅胶含量多孔膜的电导率数值分布在2.4~3.9×10~(-2)S/cm的范围内,且随硅胶含量的增加而增加。     

SnO_2/MWCNTs复合改性阳极对海底沉积物微生物燃料电池电化学性能的影响

采用电沉积法和浸渍法制备了氧化锡/多壁碳纳米管(SnO_2/MWCNTs)复合材料,并首次将其应用在海底沉积物微生物燃料电池(MSMFCs)的阳极改性,测试分析SnO_2/MWCNTs改性阳极的电化学性能和由其组成的电池性能。结果表明,SnO_2/MWCNTs复合阳极的氧化还原电化学活性和电子转移动力学活性分别是空白组的28.26倍和983.7倍;电容性能是空白组的43.14倍;阳极电荷转移电阻约是空白组的1/4。复合改性阳极组MSMFCs的最大功率密度(1 085.1 m W/m2)是空白组的2.17倍。机理分析表明,MWCNTs提高了阳极的导电性,SnO_2使氧化还原反应更容易进行,阳极的电容性能增加;在特殊的海洋弱碱条件下,SnO_2和MWCNTs的增强协同作用使复合改性阳极表现出更加优异的性能。     

燃料电池车用超高速空压机临界转速分析与提高措施

针对空压机进气增压可提高大功率燃料电池发动机性能和功率密度,但空压机超高速电机转子-轴承系统存在共振失稳乃至断轴的实际工程问题.本文采用有限元法建立空压机高速电机轴承-转子系统动力学模型,基于ANSYS软件对某超高速永磁电机转子进行动力学仿真,分析某燃料电池空压机高速电机转子-轴承系统的临界转速,揭示轴承刚度、轴承位置以及转轴质量等因素对临界转速的影响规律,并提出改善措施.结果显示,增大轴承刚度、适当减小轴承跨距以及减轻转轴的质量可以有效地增加转子轴承系统的临界转速.     

太阳能和风力组合发电及并网发电简介

上海某公司专业为太阳能发电、风力发电、燃料电池发电、水力发电等各种可再生能源发电系统提供了各种工程方案,特别是其中的太阳能和风力组合发电方案,能实现太阳能与风能的互补,充分利用当地的自然资源。其产品主要应用于可再生能源并网发电系统、离网型村落供电系统及各类户用电源系统,并可为电网困难地区的通信、交通、路灯照明等提供电力...     

质子交换膜燃料电池控制器的设计

介绍了基于嵌入式PIC16F876A-I/SP芯片的质子交换膜燃料电池控制器的软硬件的设计,该控制器很好地改善了燃料电池的输出性能.实验结果表明,设计的质子交换膜燃料电池控制器不仅具有保护反应堆和蓄电池等功能,并可以在多变的环境下保持燃料电池的高度可靠性和稳定性.其性能基本达到预期指标.     

可软配置燃料电池发动机控制系统研究

燃料电池电动汽车因其高效率低排放等优点发展前景十分看好.本文以车用燃料电池发动机控制系统为研究出发点,提出了可软配置燃料电池发动机控制系统的方案,引入了可软配置升级和多性能协调控制策略的思想,对控制系统进行了设计和分析,重点对燃料电池发动机控制器可软配置升级机制进行了研究,并阐述了多性能协调控制策略的应用.实际运行结果表明该控制系统具有良好的控制效果,具备较强的适应性和灵活性.     

WinCon产品在太阳能光电系统的应用

前言再生能源(或称绿色能源)已成为世界各先进国家努力的目标,目前被发现较具开发潜力的再生能源包括水力、风力、太阳能、地热、海水温差、波浪、潮汐、生质能、燃料电池等等,其中又以太阳能的技术较成熟。在目前各国相继投入大量经费研究、开发、量产太阳能系统的现况下,太阳能系统相较于其它再生能源系统使用于各种场合做实际应用,已经是一种未来的主流趋势。     

基于神经网络的燃料电池的辨识与模糊控制研究

利用神经网络辨识复杂非线性系统的能力,基于实验的输入输出数据,用神经网络辨识的方法建立起MCFC电堆的神经网络模型,然后基于温度特性输入输出关系设计一个模糊控制器,并用模糊控制器的输入输出样本训练神经网络.仿真结果表明,所设计的控制器用神经网络的计算结构代替模糊规则推理,在速度、自学习、自适应等方面具有灵活、高效的优势,它对不同的系统状态都能调节控制量,将温度较平滑地过渡到理想值.