西北工业大学马睿获国家专利权
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龙图腾网获悉西北工业大学申请的专利一种航空用多堆燃料电池系统电热控制方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN115513498B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-09发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202211301258.6,技术领域涉及:H01M8/04298;该发明授权一种航空用多堆燃料电池系统电热控制方法是由马睿;霍喆;冯智;张钰奇;袁铭浩;杨富旺设计研发完成,并于2022-10-24向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种航空用多堆燃料电池系统电热控制方法在说明书摘要公布了:本发明属于新能源发电技术领域,公开了一种航空用多堆燃料电池系统电热控制方法,构建航空用多堆燃料电池系统实验平台,基于实验平台获得实验条件下的电流‑最优温度值参考曲线;在空冷型燃料电池系统中基于不同环境下的实际工况,根据安装在燃料电池电堆空气流道中的温度传感器实时传输的温度值,通过控制算法处理,控制总控制器传给燃料电池电堆空气进气端风扇的电压值,实现对燃料电池电堆的温度控制。本发明使用模糊逻辑控制自抗扰非线性状态误差反馈NLSEF参数β1和β2,提高系统的温度响应速度,减少燃料电池热管理的调节时间,减小燃料电池温度的超调量,能够有效地提高燃料电池电堆的输出特性。
本发明授权一种航空用多堆燃料电池系统电热控制方法在权利要求书中公布了:1.一种航空用多堆燃料电池系统电热控制方法,其特征在于,所述航空用多堆燃料电池系统电热控制方法包括: 构建航空用多堆燃料电池系统实验平台,基于航空用多堆燃料电池系统实验平台获得实验条件下的电流-最优温度值参考曲线;在空冷型燃料电池系统中基于不同环境下的实际工况,根据安装在燃料电池电堆空气流道中的温度传感器实时传输的温度值,通过控制算法处理,控制总控制器传给燃料电池电堆空气进气端风扇的电压值,实现对燃料电池电堆的温度控制; 所述航空用多堆燃料电池系统电热控制方法包括以下步骤: 步骤一,根据双发动机空冷型燃料电池飞行器实验平台,获取在当前测试环境下的空冷型燃料电池电堆的电流-最优温度值参考曲线; 步骤二,针对当前测试环境下的空冷型燃料电池电堆,打开氢气减压阀、进气端风扇和调节氢气进气阀,设置工况电流,空冷型燃料电池电堆开始工作; 步骤三,根据实际工况,测量电堆输出电流、电堆内温度、风扇电压;通过电压传感器、电流传感器、温度传感器将电堆输出电流、电堆内温度、风扇电压转换为电信号传输给总控制器; 步骤四,总控制器处理;根据步骤一拟合的电流-最优温度值参考曲线,获得实际工况电堆输出电流时燃料电池电堆对应的最优温度值;根据温度传感器传输给控制器的实际温度值,计算最优温度与实际温度的温度差;通过模糊自抗扰方法计算得到进气端风扇电压值,并反馈给进气端风扇,实现对航空用多堆燃料电池系统实验平台的热管理; 所述步骤四中的模糊自抗扰方法包括: 1自抗扰跟踪微分器的表达式为: 其中,h0表示fst函数步长,h表示采样周期,r表示跟踪速度快慢,V0为当前电流值对应的最优温度值; 2自抗扰扩张状态观测器的表达式为: 其中,y表示当前时刻电堆内部的温度值,Z1,Z2,Z3表示y的追踪信号的系统总扰动的观测值,b表示补偿因子,β01,β02,β03为扩张状态观测器参数; 3自抗扰非线性状态误差反馈控制率的表达式为: 其中,V1和V2由自抗扰跟踪微分器得出,β1和β2为非线性状态误差反馈NLSEF参数; 4对自抗扰非线性状态误差反馈参数进行模糊化,隶属函数选择三角形隶属函数,选择模糊论域,设计输入输出的基本论域和模糊控制表; 其中,输入输出的基本论域为: 其中,e表示为当前温度值与最优温度值的温差,ec表示为当前温度值与最优温度值的温差的变化率,Δβ1、Δβ2表示为参数β1、β2的变化值; 5将修正后的Δβ1、Δβ2带入计算公式:并更新参数β1、β2。
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