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[发明专利]一种面向能效优化的燃料电池系统停机方法-CN202310766452.X在审
发明人：王仁康;李凯;明元;曹继申;葛兴毅;汤浩 -专利权人：电子科技大学
申请日： 2023-06-26 - 公布日： 2023-08-29 - 主分类号： H01M8/04303 文献下载
摘要：本发明公开了一种面向能效优化的燃料电池系统停机方法，属于燃料电池技术领域，具体为：先获取电堆相关参数和常量；收到停机指令后获取停机时刻的初始电堆温度和环境压力；设定总迭代次数，对每次迭代分别计算气体扩散层面向气体流道的水传递阶段的时间和面向脊背的水传递阶段的时间，以及质子交换膜的水传递阶段的时间，得到每次迭代时吹扫空压机的电耗，进而得到每次迭代的吹扫综合代价函数值；取所有迭代中吹扫综合代价函数最小值对应的空气流量值和总时间，以此进行吹扫。本发明利用粒子群优化算法搜索寻优，将含水量变化与系统能效进行结合，在保证停机过程含水量适宜的同时优化系统能效。
一种面向能效优化燃料电池系统停机方法

[发明专利]一种空冷型燃料电池运行环境模拟装置及方法-CN202310462960.9在审
发明人：王仁康;张文刚;高艳;曹继申;宋亚婷;殷聪 -专利权人：电子科技大学
申请日： 2023-04-26 - 公布日： 2023-07-25 - 主分类号： H01M8/04298 文献下载
摘要：本发明提供的一种空冷型燃料电池运行环境模拟装置及方法，属于新能源发电技术领域，装置包括鼓风机、湿度控制模块、温度控制模块、气体导流模块和信息采集与控制模块；环境空气由鼓风机导入湿度控制模块，根据目标温度与相对湿度、环境空气温湿度和湿度控制模块出口气体湿度，选择湿度控制模块的气体通路，控制干燥空气量或鼓泡加湿器中去离子水温度，以达到目标相对湿度；进入温度控制模块，根据目标温度与温度控制模块出口气体温度，控制气液式换热器中控温介质温度，以达到目标温度；最后经气体导流模块导入电堆阴极。本发明根据温度和相对湿度的关系，对湿度控制模块、温度控制模块精准控制，实现空气相对湿度和温度的人为准确调控。
一种空冷型燃料电池运行环境模拟装置方法

[发明专利]一种自洽于可再生能源的电解水制氢装置的运行控制方法-CN202210134450.4有效
发明人：李凯;郭珏良;王仁康;曹继申;汤浩 -专利权人：电子科技大学
申请日： 2022-02-14 - 公布日： 2023-06-27 - 主分类号： G06F17/18 文献下载
摘要：本发明提供一种自洽于可再生能源的电解水制氢装置的运行控制方法，属于氢能技术领域，对可再生能源发电系统的当前输出功率的高频分量分别进行变化率限制和幅值提取，将二者结果叠加，可抵消高频分量中的负值部分，使得高频分量具有单向功率特性，满足电解水制氢装置的使用；同时考虑电解水制氢装置的氢气生产需求，通过将实时采集的当前氢气生产速率引入第二次功率叠加量，实现对电解水制氢装置产氢流量的闭环控制，兼顾功能性和生产性的运行目标。本发明利用电解水制氢装置功率调节范围宽、运行灵活、启停迅速的特性，对可再生能源发电系统的功率进行波动平抑和削峰填谷，提升可再生能源发电功率并网品质。
一种可再生能源电解水装置运行控制方法

[发明专利]一种质子交换膜电堆的闭环水管理方法及装置-CN202111374452.2有效
发明人：李凯;栾翔宇;廖真颉;曹继申;王仁康;汤浩 -专利权人：电子科技大学
申请日： 2021-11-19 - 公布日： 2023-05-09 - 主分类号： H01M8/04029 文献下载
摘要：本发明提供一种质子交换膜电堆的闭环水管理方法及装置，属于燃料电池和电解制氢技术领域，通过电子负载向电堆施加频率为f的交流电流扰动量，实时采集电堆的交流扰动电流和响应电压，计算频率f下实时的阻抗相位角θ，进而判断电堆当前的膜含水量，再根据电堆当前的不同状态，实时更新控制气体供给和运行温度。本发明利用单频阻抗法实时测量质子交换膜电堆固定频点的交流阻抗，迅速、准确、有效地反映电堆内部运行状况，并以此调节进气量、进气湿度和电堆运行温度以实现在线闭环水管理，提高运行的可靠性和耐久性。
一种质子交换膜电堆闭环水管方法装置

[发明专利]一种基于扰动观察法的空冷型燃料电池温度控制方法-CN202210584830.8有效
发明人： 曹继申;张文刚;高艳;梅杰;殷聪 -专利权人：电子科技大学
申请日： 2022-05-26 - 公布日： 2023-05-09 - 主分类号： H01M8/04992 文献下载
摘要：本发明提供一种基于扰动观察法的空冷型燃料电池温度控制方法，属于新能源发电技术领域，先获取测试环境下电堆的参考温度‑电流曲线；将处于运行环境的电堆温度调节至参考温度；以ΔT为减小步长和增加步长，反向减小参考温度，若减小后的电压大于初始电压，则继续减小，直至比上一次电压更低；正向增大参考温度，若增加后的电压大于增加前电压，则继续增加，直至比上一次电压更低；再次反向减小参考温度，如此往复；若有连续三个不同的参考温度重复出现多次，并相邻差值为ΔT，则取中间参考温度为最优参考温度。本发明通过扰动寻优不同运行环境下的最优参考温度，并提供解决往复震荡问题的解决办法，进而获得精确的最优参考温度。
一种基于扰动观察法空冷型燃料电池温度控制方法

[发明专利]一种用于校准燃料电池分区采集板采集精度的装置-CN202211615289.9在审
发明人： 曹继申;马敖;殷聪;黄凯鑫;余俊 -专利权人：电子科技大学
申请日： 2022-12-15 - 公布日： 2023-03-21 - 主分类号： G01R35/02 文献下载
摘要：本发明提供一种用于校准燃料电池分区采集板采集精度的装置，属于可再生能源与氢能技术领域，包括电流传递板和多个金属探针，电流传递板的中间为电流传递区域，一侧为电流输入端口；电流传递区域由多个阵列排布并与采集单元对应的校准单元组成，各校准单元包括顶层敷铜镀金分区、走线层、底层敷铜镀金分区和电流传递过孔；校准时电流传递板平行燃料电池分区采集板放置，外部恒流源向电流传递板输送电流，通过在电流传递过孔与对应采集单元的任一电流采集过孔之间设置金属探针传输校准电流。本发明实现燃料电池分区采集板中批量采集单元的精度校准，更加便捷快速，大幅降低校准采集精度的工作量，减少因人为操作产生的实验误差。
一种用于校准燃料电池分区采集精度装置

[发明专利]一种燃料电池堆内部电流高分辨率分区检测系统-CN202110590355.0有效
发明人：殷聪;唐棋霖;汤浩;宋亚婷;曹继申 -专利权人：电子科技大学
申请日： 2021-05-28 - 公布日： 2023-03-21 - 主分类号： H01M8/04537 文献下载
摘要：本发明提供一种燃料电池堆内部电流高分辨率分区检测系统，包括高分辨率分区电流采集板、分区镂空集流板、多通道信号放大装置、模数转换模块、CPU和上位机；高分辨率分区电流采集板设置于任意相邻两片燃料电池单元之间和阴/阳极端部，由多个采集单元组成，采集单元包括依次设置的敷铜镀金分区顶层、走线层和高精度采样电阻底层，还有两个贯穿其中的电流采集过孔；高精度采样电阻底层的下表面设有采样电阻，与两个电流采集过孔共同构成电阻区域，位于高精度采样电阻底层一侧的分区镂空集流板上与电阻区域对应的区域为镂空区域。本发明在不改变电堆结构和不影响电堆内部参数分布的前提下，实时采集电堆内部各个点位的电流密度。
一种燃料电池内部电流高分辨率分区检测系统

[发明专利]一种基于能效最优的水冷型燃料电池电堆低温启动方法-CN202210965521.5在审
发明人：高艳;张禄昱;曹继申;马敖;王仁康;李凯 -专利权人：电子科技大学
申请日： 2022-08-12 - 公布日： 2022-12-06 - 主分类号： H01M8/04302 文献下载
摘要：本发明提供一种基于能效最优的水冷型燃料电池电堆低温启动方法，属于新能源发电技术领域，设置电堆自热启动所需最低温度、最大时间限度和电堆低温启动成功时的电子负载电流密度，开启电加热丝电源调至功率最大；确定外辅多约束预测控制器的被控变量、控制变量和约束条件，实时调整电加热丝功率，直至电堆温度达到自热启动所需最低温度，关闭电源；确定自热多约束预测控制器的被控变量、控制变量和约束条件，实时调整电子负载电流密度，直至达到电堆低温启动成功时的电子负载电流密度，低温启动成功。本发明将电堆低温启动时间控制在安全范围内，安全可靠，同时能量利用最大化，降低成本，实现快速稳定、能效最优的水冷型燃料电池低温启动控制。
一种基于能效最优水冷燃料电池低温启动方法

[发明专利]一种氢电混合动力系统的功率分配方法-CN202210160915.3有效
发明人：聂巍;邓乐;曹继申;王仁康;李凯;汤浩 -专利权人：电子科技大学
申请日： 2022-02-22 - 公布日： 2022-11-29 - 主分类号： B60L50/75 文献下载
摘要：本发明提供一种氢电混合动力系统的功率分配方法，属于燃料电池汽车及船舶技术领域，采用小波分解和重构算法提取电动机需求功率的低频成分，并运用傅里叶级数分解的方法将小波分解层数和低通滤波的截止频率与燃料电池的极限变载速率相关联，实现燃料电池的功率匹配，使燃料电池承担低频功率部分，辅助电源承担高频功率部分；采用SOC闭环控制策略给燃料电池输出功率叠加一个微调量，使辅助电源控制在正常范围内，进而保证动力系统的可靠运行，并减小控制难度。
一种混合动力系统功率分配方法

[发明专利]一种燃料电池膜含水量闭环管理方法-CN202210244670.2有效
发明人：王仁康;徐新杰;曹继申;李凯;汤浩 -专利权人：电子科技大学
申请日： 2022-03-14 - 公布日： 2022-11-29 - 主分类号： H01M8/04992 文献下载
摘要：本发明提供一种燃料电池膜含水量闭环管理方法，属于燃料电池技术领域，通过实时测量燃料电池的膜含水量当前值，得到膜含水量的偏差值，经死区控制和PI控制后获得膜含水量调控量，再采用分级控制方法获得燃料电池的阴极进气湿度调控量、电堆运行温度调控量和空气计量比调控量，进而实现对燃料电池膜含水量的控制。本发明按优先级顺序控制阴极进气湿度、电堆运行温度和阴极空气计量比，实现快速及最小代价地调控含水量，以提高运行能效，同时实现对膜含水量的精准调控，避免膜干和水淹故障，提高系统的可靠性和耐久性。
一种燃料电池含水量闭环管理方法

[发明专利]一种空冷型燃料电池自适应温湿度控制装置及方法-CN202210578636.9在审
发明人： 曹继申;梅杰;高艳;张文刚;殷聪;王仁康 -专利权人：电子科技大学
申请日： 2022-05-25 - 公布日： 2022-09-23 - 主分类号： H01M8/04014 文献下载
摘要：本发明提供一种空冷型燃料电池自适应温湿度控制装置及方法，属于新能源发电技术领域，控制装置包括散热系统、数据采集系统、气体加热装置、气体加湿装置和控制器，气体加湿装置包括可控温水箱和两套位于散热系统和电堆之间上下方的雾化装置，气体加热装置位于两个雾化装置之间，控制器根据数据采集系统采集的信号对散热系统、气体加热装置和气体加湿装置进行控制。本发明根据实时检测的电堆内部温度信号和阴极入口湿度信号，通过在阴极入口设置气体加热装置和雾化装置，实现对空冷型燃料电池电堆内部的自适应加湿和升降温调节，使其工作在高效、安全的温湿度工作区间，以提高电堆输出性能和使用寿命。
一种空冷型燃料电池自适应温湿度控制装置方法

[发明专利]一种固定翼无人机空冷型燃料电池双堆集成动力系统-CN202110449470.6有效
发明人：殷聪;汤浩;曹继申;王仁康;宋亚婷 -专利权人：电子科技大学
申请日： 2021-04-25 - 公布日： 2022-07-26 - 主分类号： H01M8/0263 文献下载
摘要：本发明提供了一种固定翼无人机空冷型燃料电池双堆集成动力系统，属于燃料电池领域，包括机身、动力电机、高压储氢罐、机翼、两个对称设置于机身中部或机翼上的空冷型燃料电池电堆、及两个与空冷型燃料电池电堆对应的散热系统；电堆的空气流道为并行波浪型流道；电堆设置于机身中部时，散热系统还包括冷却风扇；电堆设置于机翼上时，动力系统适用于机翼上装有辅助螺旋桨的无人机，散热系统还包括机翼前置导流罩；在无人机启动或低速飞行，中速飞行，及高速飞行时，分别通过不同散热方式控制电堆反应温度处于理想温度区间。本发明还提出双堆系统运行时的一致性保障控制方案，在保证总体电功率需求的同时提高电堆性能一致性。
一种固定无人机空冷型燃料电池集成动力系统

[发明专利]一种无人机用燃料电池混合电源系统配置方法-CN202110295726.2有效
发明人：李凯;杨桂;王仁康;殷聪;曹继申;高艳 -专利权人：电子科技大学
申请日： 2021-03-19 - 公布日： 2022-06-03 - 主分类号： B64D27/24 文献下载
摘要：本发明提供的一种无人机用燃料电池混合电源系统配置方法，具体为：先选取无人机飞行平台，得到电源系统最大重量配置；进行飞行试验，获得起飞过程的飞行功率和稳态飞行过程的平均功率需求，进而得到稳态输出功率等级和燃料电池重量；当燃料电池重量小于最大重量配置时，计算得到氢气重量与辅助电源重量之和；进行燃料电池加载试验，获得燃料电池的最短加载时间和输出功率；计算辅助电源的最小能量密度需求，当最小能量密度需求小于最高能量密度时选取辅助电源，得到辅助电源重量配比，经重量约束判断后得到氢气重量配比，所得辅助电源重量和氢气重量配比为无人机飞行平台在最大起飞重量下的最长续航时间配置。
一种无人机燃料电池混合电源系统配置方法

[发明专利]一种燃料电池阳极排水排杂一体装置及其控制方法-CN202110382106.2有效
发明人：王仁康;李凯;吴智才;曹继申;吴迪;殷聪 -专利权人：电子科技大学
申请日： 2021-04-09 - 公布日： 2022-06-03 - 主分类号： H01M8/04119 文献下载
摘要：本发明提供的一种燃料电池阳极排水排杂一体装置及其控制方法，一体装置包括气液分离装置、储水箱、细管路、液位传感器、电磁阀、尾排支路、信号检测模块和控制器；气液分离装置的一端连接氢气出口端，另一端连接氢气循环支路，底端依次连接储水箱、细管路、电磁阀和尾排支路，液位传感器设置于细管路上；信号检测模块用于检测液位传感器传输的液位信号、燃料电池的电流信号和节电压信号，控制器按照控制方法控制电磁阀的开关；当一体装置处于正常运行状态和排水排杂运行状态时，控制器分别控制电磁阀关闭和开启。本发明采用多维度协同判断的方式，控制一体装置的状态切换，实现对燃料电池阳极侧的排水排杂，维持燃料电池在各工况下的稳定运行。
一种燃料电池阳极排水一体装置及其控制方法

[发明专利]一种燃料电池冷却水回路温度控制系统及其控制方法-CN202110719732.6有效
发明人：殷聪;赵安;宋亚婷;曹继申;樊红伟;汤浩 -专利权人：电子科技大学
申请日： 2021-06-28 - 公布日： 2022-05-31 - 主分类号： H01M8/04007 文献下载
摘要：本发明提供一种燃料电池冷却水回路温度控制系统及其控制方法，属于燃料电池测试系统技术领域，系统包括温度测量传感器、压力测量传感器、冷却液、管路、燃料电池电堆、水泵、水箱、控制器和由n个换热器串联或并联组成的换热器组；各换热器的最大散热功率之和大于燃料电池电堆最大输出热功率；在各换热器的散热功率相同或不同的情况下，控制器根据入堆温度、当前燃料电池电堆的输出热功率和各换热器的最大散热功率，控制各换热器的工作状态，实现温度控制系统的散热等级可调，以满足燃料电池在不同功率等级下的测试需求。相比传统单独大功率换热器，可降低系统的自然散热能力和不同输出功率的最小散热功率，避免不同功率温度调节相差过大。
一种燃料电池冷却水回路温度控制系统及其控制方法

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