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質子交換膜燃料電池系統及其控制/碳中和交通出版工程氫能燃料電池動力系統系列

  • 作者：戴海峰//余卓平//袁浩|責編:王婕//丁鋒|總主編:余卓平
  • 出版社：機械工業
  • ISBN：9787111740964
  • 出版日期：2024/01/01
  • 裝幀：平裝
  • 頁數：289
人民幣：RMB 199 元      售價：元
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內容大鋼
    本書是圍繞我國碳中和發展目標和《新能源汽車產業發展規劃（2021—2035年）》發展願景，為構建碳中和交通體系而編寫的「碳中和交通出版工程·氫能燃料電池動力系統系列」之一。
    燃料電池系統是一個複雜的電-氣-熱耦合系統，對燃料電池系統有效控制是提高其工作效率和可靠性、延長其使用壽命的關鍵之一。本書基於燃料電池系統的工作原理，闡述了燃料電池系統集成與控制中的關鍵技術問題；詳細介紹了燃料電池系統集成設計與匹配，並進一步研究了燃料電池系統的關鍵子系統與部件特性；在此基礎上，系統地研究了燃料電池進氣子系統控制技術、熱管理子系統控制技術、低溫冷啟動優化控制技術與燃料電池系統狀態識別及老化預測技術，並給出了燃料電池控制系統的軟硬體設計方法；最後對下一代燃料電池控制系統技術的發展趨勢進行了展望。
    本書適合燃料電池汽車及燃料電池系統相關的研發人員、管理人員，以及相關專業的老師和學生閱讀參考。
作者介紹
戴海峰//余卓平//袁浩|責編:王婕//丁鋒|總主編:余卓平
目錄
叢書序
本書序
前言
第1章  燃料電池系統原理及控制
  1.1  背景
  1.2  燃料電池
    1.2.1  燃料電池類型
    1.2.2  燃料電池結構及基本工作原理
  1.3  燃料電池系統
  1.4  燃料電池系統控制
    1.4.1  空氣供給子系統控制
    1.4.2  氫氣供給子系統控制
    1.4.3  熱管理子系統控制
    1.4.4  低溫冷啟動控制
  1.5  本章小結
第2章  質子交換膜燃料電池特性
  2.1  燃料電池特性的常用電化學表徵方法
  2.2  燃料電池穩態特性
    2.2.1  試驗對象
    2.2.2  穩態試驗結果
  2.3  燃料電池動態特性
  2.4  燃料電池阻抗特性
    2.4.1  電化學阻抗定義
    2.4.2  電化學阻抗譜解析
    2.4.3  基於電化學阻抗譜的動力學分析
    2.4.4  動力學損失敏感性分析
  2.5  燃料電池冷啟動過程特性
    2.5.1  試驗環境和流程
    2.5.2  單體電池恆溫冷啟動過程特性
    2.5.3  電堆升溫冷啟動過程特性
  2.6  燃料電池單體面內異質性特性
    2.6.1  面內異質性特徵
    2.6.2  面內異質性試驗
    2.6.3  面內異質性分析
  2.7  燃料電池堆單體間不一致特性
    2.7.1  燃料電池堆單體不一致性試驗
    2.7.2  燃料電池堆單體不一致性表現規律
    2.7.3  燃料電池堆單體不一致性分析
  2.8  本章小結
第3章  燃料電池系統集成設計
  3.1  燃料電池系統架構及集成
    3.1.1  空氣供給子系統架構及集成
    3.1.2  氫氣供給子系統架構及集成
    3.1.3  熱管理子系統架構及集成
  3.2  燃料電池系統的電氣架構及集成
    3.2.1  高壓電氣架構及集成
    3.2.2  低壓電氣架構及集成
  3.3  燃料電池系統匹配設計
    3.3.1  空氣供給子系統匹配設計
    3.3.2  氫氣供給子系統匹配設計

    3.3.3  熱管理子系統匹配設計
    3.3.4  DC/DC變換器選型與匹配
  3.4  本章小結
第4章  燃料電池進氣控制
  4.1  燃料電池系統建模
    4.1.1  燃料電池堆建模
    4.1.2  輔助部件建模
  4.2  燃料電池系統模型參數辨識
    4.2.1  模型參數辨識方法
    4.2.2  燃料電池系統模型參數辨識結果
  4.3  空氣流量-壓力控制演算法
    4.3.1  空氣流量-壓力解耦控制
    4.3.2  基於標定的前饋PID串級控制
  4.4  氫氣壓力控制演算法
    4.4.1  基於模糊PI的氫氣壓力控制
    4.4.2  氫氣壓力控制結果
  4.5  本章小結
第5章  燃料電池溫度控制
  5.1  熱管理子系統建模
    5.1.1  電堆產熱模型
    5.1.2  冷卻系統模型
  5.2  模型參數辨識及驗證
  5.3  基於自適應模型預測控制的熱管理
    5.3.1  多工況點熱管理子系統模型線性化
    5.3.2  預測控制原理
  5.4  燃料電池溫度控制結果
    5.4.1  溫度控制的適應性分析
    5.4.2  WLTC工況下的溫度控制結果對比
  5.5  本章小結
第6章  燃料電池冷啟動優化控制
  6.1  低溫冷啟動過程機理模型
    6.1.1  模型控制方程
    6.1.2  模型中的關鍵參數測量與辨識
  6.2  冷啟動機理模型驗證和誤差分析
    6.2.1  冷啟動失敗工況下的結果對比分析
    6.2.2  冷啟動成功工況下的結果對比分析
    6.2.3  低溫冷啟動模型模擬誤差來源總結
  6.3  低溫冷啟動策略優化
    6.3.1  基於粒子群優化演算法的策略優化方法
    6.3.2  膜含水量已定的快速冷啟動策略優化
    6.3.3  膜含水量未定的快速冷啟動策略優化
    6.3.4  -30℃下快速冷啟動策略優化
    6.3.5  冷啟動策略優化前後對比分析
  6.4  本章小結
第7章  燃料電池狀態識別及老化預測
  7.1  燃料電池內部狀態估計
    7.1.1  系統狀態方程及參數辨識
    7.1.2  氧氣過量係數計算原理
    7.1.3  內部狀態觀測器設計
    7.1.4  狀態觀測器結果及優化

  7.2  燃料電池內部故障識別
    7.2.1  燃料電池故障數據集建立
    7.2.2  基於混合深度學習的燃料電池內部故障識別
    7.2.3  燃料電池內部故障識別結果
  7.3  燃料電池老化預測
    7.3.1  燃料電池健康狀態指標
    7.3.2  基於模態分解和深度學習的短時衰減預測
    7.3.3  燃料電池短時衰減預測結果
  7.4  本章小結
第8章  燃料電池控制系統設計
  8.1  控制系統的一般軟體架構
  8.2  輸入輸出模塊
  8.3  模式管理模塊
    8.3.1  系統上電狀態控制
    8.3.2  系統預備狀態控制
    8.3.3  系統啟動狀態控制
    8.3.4  系統運行狀態控制
    8.3.5  系統關機狀態控制
  8.4  子系統控制模塊
  8.5  狀態識別及故障診斷模塊
  8.6  本章小結
第9章  燃料電池系統控制的發展趨勢
  9.1  先進智能感測技術提升管控的信息維度及空間尺度
  9.2  數據驅動的智能技術提升管控的性能及時間尺度
  9.3  本章小結
參考文獻

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