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质子交换膜燃料电池在线监测方法研究进展

材料导报 2024年第6期38卷 103-116页

作者：李兰心潘牧郭伟先进能源科学与技术广东省实验室佛山分中心广东佛山528000 武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室武汉430070

质子交换膜燃料电池作为一种高效、无污染的新一代发电技术在近年来得到广泛关注,但是其寿命问题依然严重制约其商业应用。通过对燃料电池状态进行在线监测来实现电池的快速故障诊断,是延长电池寿命的极有效的途径之一。本文对近年来质... 详细信息

质子交换膜燃料电池作为一种高效、无污染的新一代发电技术在近年来得到广泛关注,但是其寿命问题依然严重制约其商业应用。通过对燃料电池状态进行在线监测来实现电池的快速故障诊断,是延长电池寿命的极有效的途径之一。本文对近年来质子交换膜燃料电池在线监测方向的文章进行了总结,并按照故障检测方法(包括极化曲线、循环伏安法、电化学阻抗谱等)进行分类讨论。同时,根据实际应用情况将单一检测方法和多种结合检测方法进行文献综述。另外,在总结现有的在线监测方法的基础上,本文提出了未来燃料电池在线监测需要解决的问题并进行展望。

关键词：质子交换膜燃料电池燃料电池电堆在线监测故障诊断电化学阻抗谱

前、后轴双电动机驱动电动车的平顺性分析与优化

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江苏大学学报（自然科学版） 2023年第5期44卷 505-510页

作者：田韶鹏赵国强任文琪杨灿赵尚义先进能源科学与技术广东省实验室佛山分中心(佛山仙湖实验室) 广东佛山528200 武汉理工大学汽车工程学院湖北武汉430070 柳州五菱汽车工业有限公司广西柳州545000

为了评价汽车的平顺性,以某款前、后轴双电动机驱动电动车为研究对象,在考虑其4个车轮的垂直自由度、驾驶员与座椅的垂向运动以及车身的垂向运动、俯仰运动、侧倾运动的情况下,基于MATLAB/Simulink软件,建立了前、后轴双电动机驱动电动... 详细信息

为了评价汽车的平顺性,以某款前、后轴双电动机驱动电动车为研究对象,在考虑其4个车轮的垂直自由度、驾驶员与座椅的垂向运动以及车身的垂向运动、俯仰运动、侧倾运动的情况下,基于MATLAB/Simulink软件,建立了前、后轴双电动机驱动电动车的8自由度动力学模型.在C级路面白噪声激励输入下,分别对车身的质心加速度、侧倾加速度、俯仰加速度和车身俯仰角以及座椅加速度进行了仿真分析.使用粒子群算法对系统参数进行优化设计,得出优化后的最优前、后悬架刚度以及最优前、后悬架阻尼系数,并对优化后的模型进行仿真验证.结果表明:优化后的前、后轴双电动机驱动电动车平顺性得到了改善,优化后座椅处的加权加速度均方根值有显著减小,理论最优值仅为优化前的43.8%,在舒适界限内;脚部和背靠处的加权加速度均方根值也有不同程度的减小,理论最优值分别为优化前的42.1%、44.0%.

关键词：电动车动力学模型 Simulink仿真平顺性分析加权加速度粒子群优化

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超轻量化碳化硅扫描反射镜组件设计

光学技术 2023年第6期49卷 641-645页

作者：殷龙海李骏驰李延伟谢新旺周育乐郑仲李鑫季华实验室广东佛山528200

为实现(165mm×96mm)矩形扫描反射镜组件的轻量化并保证反射镜面形精度与组件支撑刚度,提出了一种锥套柔节一体化的背部支撑方法,实现了重量小于0.5kg的超轻量化碳化硅反射镜组件设计。镜体材料的选择为碳化硅,支撑结构材料选择了铟钢... 详细信息

为实现(165mm×96mm)矩形扫描反射镜组件的轻量化并保证反射镜面形精度与组件支撑刚度,提出了一种锥套柔节一体化的背部支撑方法,实现了重量小于0.5kg的超轻量化碳化硅反射镜组件设计。镜体材料的选择为碳化硅,支撑结构材料选择了铟钢。通过有限元仿真对扫描反射镜组件进行了仿真分析,并采用ZYGO干涉仪对实际的反射镜组件进行了检测。实验表明,在各方向重力的工况和轴系驱动时的扭矩作用下,扫描反射镜面形误差的均方根值(RMS)最大值为9.705nm,实际测试结果为10.125nm,误差为4%,满足RMS值优于12.6nm的要求;组件一阶固有频率302.25Hz,满足刚度要求。研究结果表明,锥套柔节一体化背部支撑方法合理、有效,解决了结构超轻量化与结构刚度、光学面形精度难以同时保证的难题。

关键词：扫描反射镜背部支撑面形精度支撑刚度

PEMFC金属双极板金涂层原电池腐蚀机理研究

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电源技术 2024年第2期48卷 242-246页

作者：田晓楠程凤梁溆锴郭伟武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室湖北武汉430070 武汉氢能与燃料电池产业技术研究院湖北武汉430064 佛山仙湖实验室广东佛山528200

为了追求低接触电阻和高耐腐蚀性能,金涂层虽然成本高昂但是仍然在金属双极板涂层中得到广泛应用。通过镀金涂层金属双极板在3000 h电堆实际测试分析了金涂层的电化学腐蚀情况,同时采用电化学加速测试分析了其原电池腐蚀机理。研究结果... 详细信息

为了追求低接触电阻和高耐腐蚀性能,金涂层虽然成本高昂但是仍然在金属双极板涂层中得到广泛应用。通过镀金涂层金属双极板在3000 h电堆实际测试分析了金涂层的电化学腐蚀情况,同时采用电化学加速测试分析了其原电池腐蚀机理。研究结果表明,金属双极板金层在寿命测试过程中首先因为点蚀而出现轻微缺陷,钛层裸露到质子交换膜燃料电池(PEMFC)的酸性环境中而与金层形成原电池腐蚀。本研究将有助于提出缓解金涂层腐蚀失效的方案,为镀金涂层金属双极板在PEMFC上的应用提供理论指导。

关键词： PEMFC 金属双极板金涂层原电池腐蚀

基于纤维素/木聚糖/木质素炭材料的电化学性能研究

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新能源进展 2024年第2期12卷 169-174页

作者：李亚敏王双顾玥谭晓逸谭军季华实验室广东佛山528200

生物炭材料在储能领域具有广阔的应用前景。为探究生物质原料对生物炭电化学性能的影响,以纤维素、木聚糖和木质素这三种常见的生物质模型化合物为原料,首先采用热解技术在管式炉中分别制备出三种不同类型的焦炭,并利用热重分析生物质... 详细信息

生物炭材料在储能领域具有广阔的应用前景。为探究生物质原料对生物炭电化学性能的影响,以纤维素、木聚糖和木质素这三种常见的生物质模型化合物为原料,首先采用热解技术在管式炉中分别制备出三种不同类型的焦炭,并利用热重分析生物质原料的热失重特性。实验发现,三种原料的热重/微分热重曲线存在显著区别。之后针对这三种焦炭的石墨化情况及其作为负极材料的电化学性能进行了系统研究。X射线衍射测试结果显示三种焦炭的石墨化结晶非常相似。电化学测试结果表明,纤维素炭负极的储钠容量最高,且具有优良的倍率性能和良好的恢复性。

关键词：生物质热解生物炭电化学性能储钠

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一种基于视差优化的立体匹配算法

计算机工程 2021年

作者：刘建国纪郭颜伏伍沈建宏孙云飞先进能源科学与技术广东省实验室佛山分中心(佛山仙湖实验室) 武汉理工大学现代汽车零部件技术湖北省重点实验室汽车零部件技术湖北省协同创新中心湖北省新能源与智能网联车工程技术研究中心宁波华德汽车零部件有限公司

现有的立体匹配算法通常采用深层卷积神经网络提取特征，这种深层特征对于前景物体的检测更加精细，但对于背景中的小物体及边缘区域匹配效果较差。为了提高这些挑战性区域中的视差估计质量，文中提出一个基于视差优化的立体匹配网络CTF... 详细信息

现有的立体匹配算法通常采用深层卷积神经网络提取特征，这种深层特征对于前景物体的检测更加精细，但对于背景中的小物体及边缘区域匹配效果较差。为了提高这些挑战性区域中的视差估计质量，文中提出一个基于视差优化的立体匹配网络CTFNet（Coarse To Fine Net）。此网络分别提取浅层与深层特征，基于深层特征构建全局稀疏代价卷预测初始视差图，然后基于预测的初始视差图和浅层特征构建局部稠密代价卷进行视差优化，细化预测视差值邻域的概率分布，提高特征不明显区域的匹配精度。同时文中引入新的概率分布损失函数，监督softmax函数计算的视差值概率分布在真实视差值附近成单峰分布，提高算法的鲁棒性。本文算法在SceneFlow和KITTI数据集上分别实现了0.768%和1.485%的误匹配率，同时在KITTI测评网站上误差率仅为2.20%，与参考算法PSMNet相比，精度和速度都得到一定提升。

关键词：立体匹配视差优化浅层特征匹配代价卷损失函数

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一种含银敷料银元素化学态表征方法

材料导报 2022年第S02期36卷 274-279页

作者：范燕李林清谭军季华实验室广东佛山528251

作为医疗领域中极为常见的一种抗菌产品,敷料可有效控制创面微生物环境;而敷料中银的存在形式(单质银及银离子)及其含量会在不同程度上引发潜在的生物安全性风险,需要利用X射线光电子能谱仪(XPS)对银元素进行化学态表征。不同化学态Ag... 详细信息

作为医疗领域中极为常见的一种抗菌产品,敷料可有效控制创面微生物环境;而敷料中银的存在形式(单质银及银离子)及其含量会在不同程度上引发潜在的生物安全性风险,需要利用X射线光电子能谱仪(XPS)对银元素进行化学态表征。不同化学态Ag元素对应参考峰位差异较小的现状限制了X射线光电子能谱仪在抗菌敷料领域中的广泛应用。本工作创新性地提出了一种银元素化学态准确表征方法:通过明确提出影响数据质量的重要仪器参数,并在确保XPS仪器正常状态的前提下进行数据采集;根据抗菌敷料所含元素种类制定特定内标校准(金属氯化物Cl2p:197.8eV)的荷电校准法,进一步通过参考谱峰峰位接近法判定实际含银敷料样品中银元素化学态。X射线衍射法(XRD)测试结果进一步确认了XPS表征抗菌敷料中银元素化学态方法的准确性和可靠性。

关键词：银敷料银元素化学态荷电校准 X射线光电子能谱仪

超高温(200~250℃)聚合物电解质膜燃料电池的机遇与挑战

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化学通报 2022年第4期85卷 410-424页

作者：王慧萍杨楚杰 Felix Kwofie 张爱京江胜娟唐浩林蒋三平程义中南大学冶金与环境学院环境工程系长沙410083 国家电投集团氢能科技发展有限公司北京102209 佛山仙湖实验室佛山528216 Fuels and Energy Technology Institute&Western Australia School of Mines:Minerals Energy and Chemical EngineeringCurtin UniversityPerthWestern Australia 6102Australia

低温质子交换膜燃料电池的商业化受到高纯度氢气制取、储存、运输及加注的制约。将燃料电池工作温度提高到200~250℃可显著提高电极动力学,提高对一氧化碳等杂质气体的耐受性,降低氢气制取成本,简化水和热管理,为燃料电池提供更多燃料选... 详细信息

低温质子交换膜燃料电池的商业化受到高纯度氢气制取、储存、运输及加注的制约。将燃料电池工作温度提高到200~250℃可显著提高电极动力学,提高对一氧化碳等杂质气体的耐受性,降低氢气制取成本,简化水和热管理,为燃料电池提供更多燃料选择,使得高温质子交换膜燃料电池有望实现原位甲醇重整制氢系统与燃料电池系统的无温差耦合,同时较高的运行温度为直接甲醇燃料电池和非贵金属催化剂替代铂基催化剂提供了有利条件。但超高温(200~250℃)聚合物电解质膜燃料电池的发展依然面临着艰巨的挑战,为促进超高温聚合物电解质膜燃料电池的发展,本文将系统总结近年的相关进展,探讨超高温聚合物电解质膜燃料电池面临的机遇与挑战。

关键词：高温质子交换膜燃料电池甲醇重整制氢铂基催化剂非贵金属催化剂机遇与挑战

基于高精度地图增强的三维目标检测算法HME3D

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吉林大学学报(工学版) 2022年

作者：陶博颜伏伍尹智帅武冬梅武汉理工大学现代汽车零部件技术湖北省重点实验室武汉理工大学新能源与智能网联汽车湖北省工程技术研究中心武汉理工大学汽车零部件技术湖北省协同创新中心武汉理工大学汽车工程学院先进能源科学与技术广东省实验室佛山分中心(佛山仙湖实验室)

三维目标检测作为自动驾驶的核心关键技术引起了研究人员越来越多的关注。但是，现在大部分研究都聚焦在纯点云或者点云与图像融合的框架上，从而忽略了自动驾驶中不可或缺的一部分——高精度地图。本文认为高精度地图包含周围环境丰富... 详细信息

三维目标检测作为自动驾驶的核心关键技术引起了研究人员越来越多的关注。但是，现在大部分研究都聚焦在纯点云或者点云与图像融合的框架上，从而忽略了自动驾驶中不可或缺的一部分——高精度地图。本文认为高精度地图包含周围环境丰富的几何信息和语义信息，有助于提高三维目标检测任务的性能与鲁棒性。因此，本文提出的基于高精度地图增强的三维目标检测算法（HME3D）是将高精度地图信息融入主干检测网络中，利用新颖的地图特征提取模块(HFE)，结合传统卷积与Transformer各自优势，实现地图特征的高效提取，最后利用基于地图边缘增强的辅助监督网络(MEES)提升检测三维目标检测主任务的性能。本文在具有挑战性的nuScenes数据集上验证了所提出模型的优势，它相对纯点云基线模型的精度实现了2.81mAP的大幅提升。

关键词：计算机应用自动驾驶环境感知三维目标检测高精度地图