西北工業大學馬睿獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉西北工業大學申請的專利一種航空用多堆燃料電池系統電熱控制方法獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN115513498B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-09-09發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202211301258.6,技術領域涉及:H01M8/04298;該發明授權一種航空用多堆燃料電池系統電熱控制方法是由馬睿;霍喆;馮智;張鈺奇;袁銘浩;楊富旺設計研發完成,并于2022-10-24向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種航空用多堆燃料電池系統電熱控制方法在說明書摘要公布了:本發明屬于新能源發電技術領域,公開了一種航空用多堆燃料電池系統電熱控制方法,構建航空用多堆燃料電池系統實驗平臺,基于實驗平臺獲得實驗條件下的電流?最優溫度值參考曲線;在空冷型燃料電池系統中基于不同環境下的實際工況,根據安裝在燃料電池電堆空氣流道中的溫度傳感器實時傳輸的溫度值,通過控制算法處理,控制總控制器傳給燃料電池電堆空氣進氣端風扇的電壓值,實現對燃料電池電堆的溫度控制。本發明使用模糊邏輯控制自抗擾非線性狀態誤差反饋NLSEF參數β1和β2,提高系統的溫度響應速度,減少燃料電池熱管理的調節時間,減小燃料電池溫度的超調量,能夠有效地提高燃料電池電堆的輸出特性。
本發明授權一種航空用多堆燃料電池系統電熱控制方法在權利要求書中公布了:1.一種航空用多堆燃料電池系統電熱控制方法,其特征在于,所述航空用多堆燃料電池系統電熱控制方法包括: 構建航空用多堆燃料電池系統實驗平臺,基于航空用多堆燃料電池系統實驗平臺獲得實驗條件下的電流-最優溫度值參考曲線;在空冷型燃料電池系統中基于不同環境下的實際工況,根據安裝在燃料電池電堆空氣流道中的溫度傳感器實時傳輸的溫度值,通過控制算法處理,控制總控制器傳給燃料電池電堆空氣進氣端風扇的電壓值,實現對燃料電池電堆的溫度控制; 所述航空用多堆燃料電池系統電熱控制方法包括以下步驟: 步驟一,根據雙發動機空冷型燃料電池飛行器實驗平臺,獲取在當前測試環境下的空冷型燃料電池電堆的電流-最優溫度值參考曲線; 步驟二,針對當前測試環境下的空冷型燃料電池電堆,打開氫氣減壓閥、進氣端風扇和調節氫氣進氣閥,設置工況電流,空冷型燃料電池電堆開始工作; 步驟三,根據實際工況,測量電堆輸出電流、電堆內溫度、風扇電壓;通過電壓傳感器、電流傳感器、溫度傳感器將電堆輸出電流、電堆內溫度、風扇電壓轉換為電信號傳輸給總控制器; 步驟四,總控制器處理;根據步驟一擬合的電流-最優溫度值參考曲線,獲得實際工況電堆輸出電流時燃料電池電堆對應的最優溫度值;根據溫度傳感器傳輸給控制器的實際溫度值,計算最優溫度與實際溫度的溫度差;通過模糊自抗擾方法計算得到進氣端風扇電壓值,并反饋給進氣端風扇,實現對航空用多堆燃料電池系統實驗平臺的熱管理; 所述步驟四中的模糊自抗擾方法包括: 1自抗擾跟蹤微分器的表達式為: 其中,h0表示fst函數步長,h表示采樣周期,r表示跟蹤速度快慢,V0為當前電流值對應的最優溫度值; 2自抗擾擴張狀態觀測器的表達式為: 其中,y表示當前時刻電堆內部的溫度值,Z1,Z2,Z3表示y的追蹤信號的系統總擾動的觀測值,b表示補償因子,β01,β02,β03為擴張狀態觀測器參數; 3自抗擾非線性狀態誤差反饋控制率的表達式為: 其中,V1和V2由自抗擾跟蹤微分器得出,β1和β2為非線性狀態誤差反饋NLSEF參數; 4對自抗擾非線性狀態誤差反饋參數進行模糊化,隸屬函數選擇三角形隸屬函數,選擇模糊論域,設計輸入輸出的基本論域和模糊控制表; 其中,輸入輸出的基本論域為: 其中,e表示為當前溫度值與最優溫度值的溫差,ec表示為當前溫度值與最優溫度值的溫差的變化率,Δβ1、Δβ2表示為參數β1、β2的變化值; 5將修正后的Δβ1、Δβ2帶入計算公式:并更新參數β1、β2。
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