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作者：于福东吉林农业大学

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质子交换膜燃料电池温度控制策略及优化

质子交换膜燃料电池温度控制策略及优化

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作者：于福东吉林大学

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当下面临着极为严峻的能源危机和环境污染等问题,法律法规也正在变得更加严苛以应对这种情况,为寻找一种可替代、无污染、能源利用率高的能源来代替汽油,质子交换膜燃料电池(Proton Exchange Membrane Fuel Cell,PEMFC)应运而生。其优... 详细信息

当下面临着极为严峻的能源危机和环境污染等问题,法律法规也正在变得更加严苛以应对这种情况,为寻找一种可替代、无污染、能源利用率高的能源来代替汽油,质子交换膜燃料电池(Proton Exchange Membrane Fuel Cell,PEMFC)应运而生。其优秀的性能,包括高效率、高能量密度、低噪声、低排放和低工作温度等特点成为这一替代品的首要选择,因此目前国内外大量学者对此方面进行了研究,从而满足更多场景的需求,缓解能源危机和环境污染所带来的一系列问题。质子交换膜燃料电池工作过程中,其性能会受到燃料电池系统和外界环境的影响,其中燃料电池的工作温度是最为重要的参数之一,温度控制的好坏直接决定燃料电池的性能,燃料电池的最佳性能会对应一个最佳工作温度,为使温度保持在这一范围内,良好的温度控制系统发挥着至关重要的作用。本文针对这一问题对燃料电池的温度控制策略进行研究,主要内容如下:首先对燃料电池进行测试得出其输出性能,设计出电流密度(负载)作为可变电堆输出参数的性能实验,获得在氢气、空气加湿度和某一氢气进气压力和空气进气压力下电流密度随电压以及功率的变化关系,电压与电流密度的关系曲线为极化曲线,进而可以搭建出电压模型,通过电压模型可以得到电效率和输出热量,基于输出热量,将输出热量更快更及时的散失。为了达到对燃料电池电堆温度精确控制目的,一个精准的质子交换膜燃料电池模型是必不可少的,基于Matlab/Simulink软件平台分别建立了燃料电池的产热模型、散热模型、循环水泵模型以及散热风扇模型,在此基础之上建立了温度控制系统完成对燃料电池温度的控制。本文针对燃料电池的温度控制策略这一研究重点进行深入研究,在文献的基础上综述多种控制策略,目的在于找到更优的控制方式使燃料电池发挥到最佳性能。提出了分别对散热风扇和循环冷却水泵两种控制对象进行控制,散热器分别采用PID控制和模糊PID两种控制策略;循环冷却水泵采用PID控制和模糊PID两种控制策略进行控制,并对此类方法的设计过程进行详细介绍,从而组合出一种最优的热管理控制策略。在完成热管理系统搭建的基础上展开算例分析,测试在不同工况下的模型的鲁棒性、抗干扰能力、响应速率和跟随效果等性能,分别进行了扰动工况、多个阶跃工况和循环工况的测试去测试燃料电池性能,完成基于传统PID温度控制策略的优化及改进工作。

关键词：质子交换膜燃料电池热管理温度控制策略 PID 模糊PID 仿真建模

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遗传算法在过程综合混合整数非线性规划中的应用

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高校化学工程学报 1997年第4期11卷 400-406页

作者：王克峰姚平经袁一于福东施光燕大连理工大学化工学院大连理工大学应用数学系

针对过程综合混合整数非线性规划问题提出了一种混合遗传算法，该算法对整数变量进行编码，而对连续变量则采用连续化遗传算子进行处理，使得算法与原问题的对应更加自然，也更有效。另外，还针对常见的提前收敛或局部最小现象提出几种... 详细信息

针对过程综合混合整数非线性规划问题提出了一种混合遗传算法，该算法对整数变量进行编码，而对连续变量则采用连续化遗传算子进行处理，使得算法与原问题的对应更加自然，也更有效。另外，还针对常见的提前收敛或局部最小现象提出几种算子，实例表明本算法具有较强的全局优化能力。相对于传统遗传算法具有速度快、精度高、可操作性强等特点。

关键词：遗传算法混合整数非线性规划 NINLP

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