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[发明专利]一种大功率燃料电池电堆交流阻抗检测系统及其方法-CN202311224333.8在审
发明人：杨扬;谢长君;卢忠昌;刘芙蓉;黄亮;熊斌宇;杜帮华;朱文超 -专利权人：武汉理工大学
申请日： 2023-09-21 - 公布日： 2023-10-27 - 主分类号： G01R31/389 文献下载
摘要：本发明提出一种大功率燃料电池电堆交流阻抗检测系统及其方法，该系统包括：包括微控制器、交流电流激励信号模块、采样电路和与燃料电池电堆电路串联的隔直电容；交流电流激励信号模块用于向燃料电池电堆发送激励电流信号；采样电路用于采集燃料电池电堆与隔直电容的交流电流I及总交流电压U总；微控制器用于根据隔直电容的电容值、交流电流I及总交流电压U总计算出燃料电池电堆的交流阻抗Z。隔直电容由若干个隔直电容单体通过串联和/或并联的方式组合形成，当待测频段不同时，所述隔直电容的电容值不同。本发明通过简单可行的测量方案，实现了电堆交流阻抗的间接测量，且相比现有的测量方法，具有较高的测量精度。
一种大功率燃料电池交流阻抗检测系统及其方法

[发明专利]基于元宇宙的质子交换膜燃料电池教学实验平台-CN202310777088.7有效
发明人： 谢长君;尹柄桢;朱文超;高昊;杨扬;杜帮华;黄亮;石英 -专利权人：武汉理工大学
申请日： 2023-06-29 - 公布日： 2023-10-24 - 主分类号： G09B23/18 文献下载
摘要：本发明提供了一种基于元宇宙的质子交换膜燃料电池教学实验平台，包括硬件终端模块、燃料电池数据采集模块、燃料电池实验场景模拟模块和云计算模块；燃料电池数据采集模块，用于采集真实实验室场景数据和实体燃料电池数据，并上传至云计算模块；燃料电池实验场景模拟模块，用于基于真实实验室场景数据在元宇宙中进行实验室渲染；基于实体燃料电池数据在元宇宙中构建数字燃料电池；基于云计算模块与燃料电池数据采集模块进行通信，以对数字燃料电池的参数进行更新；硬件终端模块，用于显示元宇宙画面，下达实验操作指令对数字燃料电池进行操作并进行实时仿真分析得到实验数据；云计算模块，用于各个模块之间的连接、数据处理和数据传输。
基于宇宙质子交换燃料电池教学实验平台

[发明专利]逆变集成装置及其使用控制方法-CN202310656299.5在审
发明人：刘芙蓉;刘镇豪;谢长君;陈功仟 -专利权人：武汉理工大学
申请日： 2023-06-02 - 公布日： 2023-10-17 - 主分类号： B60L53/60 文献下载
摘要：本发明涉及动力电池加热及快充技术领域，公开了一种逆变集成装置，包括与直流充电桩连接的直流充电接口和设在电动汽车上的锂电池包，直流充电接口通过模式切换开关与锂电池包连接，锂电池包与直流充电接口连接，锂电池包上并联有三组逆变器组，每组逆变器组包括串联的两个互补开关管，直流充电接口连有电机定子绕组，电机定子绕组的每相分别与一个逆变器组的中点连接，模式切换开关、互补开关管与直流充电桩均与控制单元连接，控制单元连有检测单元。本发明还公开了一种逆变集成装置的使用控制方法。本发明逆变集成装置及其使用控制方法，实现了低温环境下锂电池包同时加热和充电的功能，提升了低温环境下锂电池包的快充速度。
集成装置及其使用控制方法

[发明专利]一种电池组的结构重组及预热控制方法-CN202310679476.1在审
发明人：刘芙蓉;刘镇豪;吴行捷;谢长君 -专利权人：武汉理工大学
申请日： 2023-06-09 - 公布日： 2023-10-13 - 主分类号： H01M10/42 文献下载
摘要：本发明提供了一种电池组的结构重组及预热控制方法，包括以下步骤：所述电池组被重组成能被预热电路依次加热的若干个电池串支路；将被加热的单个电池串支路并联接入桥臂直流母线，电感连接于该电池串支路的中点或者靠近中点处，实现该电池串支路与预热电路的连通；实施该电池串支路的预热；当被加热的电池串支路的温度达到设定目标值后断开预热电路与该电池串支路的连接，并将预热电路与下一个电池串支路连通，实施对下一个电池串支路的预热；循环执行上述步骤，直到所有电池串支路温度均达到设定目标值。本发明有效解决动力电池所面临的预热时间长的问题，以及多电池模组SOC均衡的问题。
一种电池组结构重组预热控制方法

[发明专利]一种考虑恢复电压的燃料电池多步长混合预测方法及系统-CN202310715092.0在审
发明人：王玮;吴航宇;谢长君;朱文超;杨扬;杜帮华;石英;章雷其;赵波 -专利权人：武汉理工大学;国网浙江省电力有限公司
申请日： 2023-06-16 - 公布日： 2023-10-10 - 主分类号： G01R31/367 文献下载
摘要：本发明公开了一种考虑恢复电压的燃料电池多步长混合预测方法及系统，该方法包括以下步骤：采集燃料电池当前阶段的电压数据作为样本数据，对所述样本数据进行标准化处理，得到经过处理后的标准化数据；根据燃料电池的相关参数构建考虑启停点的PA‑VR模型，基于所述PA‑VR模型建立燃料电池机理老化指标α的表达式；构建状态空间模型；将所述标准化数据输入GRU循环神经网络，并加入注意力机制得到GRU‑A神经网络；基于所述窗口划分和移动窗口法，PA‑VR模型预测电压值和GRU‑A神经网络预测电压值得到最终的混合预测电压值。本发明解决了现有技术中只是将预测值作为新输入进行迭代预测，使得最终预测结果不准确的问题。
一种考虑恢复电压燃料电池步长混合预测方法系统

[发明专利]质子交换膜燃料电池内部含水量的快速控制方法及系统-CN202210016471.6有效
发明人：林达;李志浩;汪湘晋;王激华;马丽军;叶夏明;谢长君;杨扬;倪云丽;赵波;张雪松;章雷其 -专利权人：国网浙江省电力有限公司电力科学研究院;国网浙江省电力有限公司宁波供电公司;武汉理工大学
申请日： 2022-01-07 - 公布日： 2023-10-10 - 主分类号： H01M8/04828 文献下载
摘要：本发明公开了一种质子交换膜燃料电池内部含水量的快速控制方法及系统。本发明根据质子交换膜燃料电池内部产生的阴极压降值构建阴极单相流压降模型，通过遗传与粒子群优化混合算法完成所建立的压降模型的参数辨识，建立各式水故障类型与压降模型之间的耦合关系，判断质子交换膜燃料电池电堆内部水状态，最后利用自适应模糊PID控制其含水量保持在正常范围内，从而实时维持质子交换膜燃料电池在正常状态下稳定运行。本发明能够在线准确判断水故障类型，利用自适应模糊PID控制器实现复杂系统的简单控制并能取得良好的控制效果，有效保证质子交换膜燃料电池运行的稳定性。
质子交换燃料电池内部含水量快速控制方法系统

[发明专利]一种动力电池的低温预热电路结构及控制方法-CN202310679496.9在审
发明人：刘芙蓉;吴行捷;谢长君;龚鹏杰 -专利权人：武汉理工大学
申请日： 2023-06-09 - 公布日： 2023-09-08 - 主分类号： H01M10/42 文献下载
摘要：本发明提供了一种动力电池的低温预热电路结构及控制方法，该结构包括电池串、变换器桥臂、电容和电感；其中电池串、电容与桥臂相互并联，电感的一端与桥臂中点连接，另一端与电池串中间连接点连接；通过控制电感电流实现电池串的低温预热；该方法包括：控制电感电流指令的正负极性实现电池串中上部分电池对下部分电池间的充电或放电以实现SOC均衡；控制所述电感电流为正负交替的矩形波或正弦波实现整个电池串低温预热，根据电池串SOC、温度、SOH在线实时调整矩形波电感电流幅值和频率指令，实现对幅值和频率独立控制；本发明有效解决动力电池所面临的预热慢、充电难、以及电池包SOC均衡的问题。
一种动力电池低温预热电路结构控制方法

[发明专利]一种燃料电池故障数据采样方法及系统-CN202210055050.4有效
发明人：张雪松;倪筹帷;唐雅洁;王激华;马丽军;叶夏明;谢长君;朱文超;刘相万;葛晓慧;赵波;章雷其;吴启亮;龚迪阳;马瑜涵 -专利权人：国网浙江省电力有限公司电力科学研究院;国网浙江省电力有限公司宁波供电公司;武汉理工大学
申请日： 2022-01-18 - 公布日： 2023-09-08 - 主分类号： G06F18/23213 文献下载
摘要：本发明公开了一种燃料电池故障数据采样方法及系统。本发明的方法包括：步骤1)，采用噪声点径向核空间聚类算法对燃料电池少数类故障样本点数据集聚类，形成若干簇；步骤2)，计算簇密度分布函数和质心势能；步骤3)，通过簇密度分布函数和质心势能，计算若干簇的动态混杂采样权重，确定每个簇中合成的新故障样本数量；步骤4)，在所述新故障样本的基础上，用基于径向核空间聚类和动态混杂权重的邻域漫步径向过采样算法合成新少数类样本。本发明有效克服了RBO等传统过采样算法存在的问题，在不平衡数据集的均衡化过程中减少了噪声，提高了分类器对少数类故障样本和整体数据集的分类性能，进而提高了燃料电池故障诊断效率。
一种燃料电池故障数据采样方法系统

[发明专利]一种锂电池加热系统及加热方法-CN202110704127.1有效
发明人：刘芙蓉;路帅康;谢长君;徐冰 -专利权人：武汉理工大学
申请日： 2021-06-24 - 公布日： 2023-09-08 - 主分类号： H01M10/615 文献下载
摘要：本发明公开了一种锂电池加热系统及加热方法，属于锂电池加热技术领域，包括B1电池组、B2电池组、第一桥臂、第二桥臂和电感；所述B1电池组与第一桥臂串联连接；所述B2电池组与第二桥臂串联连接；所述B1电池组的负极和B2电池组的负极电接；所述电感连接第一桥臂中点与第二桥臂中点；所述第一桥臂与第二桥臂中的全控器件均连接至控制单元；所述控制单元通过检测单元检测电池组的表面温度以及流经电感的电流，并根据检测结果控制第一桥臂与第二桥臂中全控器件的通断。控制单元通过控制四个全控器件的通断以使锂电池内部产生自加热电流，以此调整充放电电流的大小及频率，本发明适用于低温下锂电池的内部预热。
一种锂电池加热系统方法

[发明专利]动力电池加热快充装置及其使用控制方法-CN202310655120.4在审
发明人：刘芙蓉;陈功仟;谢长君;刘镇豪 -专利权人：武汉理工大学
申请日： 2023-06-02 - 公布日： 2023-09-05 - 主分类号： B60L53/60 文献下载
摘要：本发明涉及动力电池加热及快充技术领域，公开了一种动力电池加热快充装置，包括脉冲发生装置，脉冲发生装置包括直流输入端、直流输出端、桥臂变换器、储能电感和装置控制器，直流输入端的正极通过模式切换开关与桥臂变换器的第一端连接，负极与第二端连接，正极连有储能电感的一端，储能电感的另一端与桥臂变换器的中点连接，桥臂变换器的两端分别与直流输出端的正极和负极连接，模式切换开关和桥臂变换器均与装置控制器连接。本发明还公开了一种动力电池加热快充装置的使用控制方法。本发明动力电池加热快充装置及其使用控制方法，在低温环境下实现动力电池同时进行加热与快充，大大缩短电动汽车进行快速充电整体所需时间。
动力电池加热装置及其使用控制方法

[发明专利]基于改进飞鼠搜索算法的动态热电最大功率跟踪方法-CN202310535954.1在审
发明人： 谢长君;陈逸峰;朱文超;杨文龙;徐澳琪;杨扬;杜帮华 -专利权人：武汉理工大学
申请日： 2023-05-12 - 公布日： 2023-09-05 - 主分类号： G05F1/67 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于改进飞鼠搜索算法的动态热电最大功率跟踪方法，解决了现有的最大功率点跟踪算法在热电发电模块出现温度持续变换时容易陷入震荡搜索造成发电效率低的问题。对比传统飞鼠优化算法通过设置动态参数提升了热电发电模块的热电最大功率跟踪的效果，对捕食者机制进行修改，避免陷入局部最大功率点，提高收敛速度。通过设置迭代终止条件避免了不必要的稳态震荡，提升了整体系统的效率。通过设置双模式响应机制解决了温度变化下传统智能算法频繁重启算法，带来大幅的功率震荡的问题，减少了能量损失。
基于改进飞鼠搜索算法动态热电最大功率跟踪方法

[发明专利]用于平抑波动功率的氢电耦合系统容量配置方法-CN202310398831.8有效
发明人：卢昕宇;谢长君;杜帮华;邓坚;朱世昊;彭颜玉;杨扬;朱文超;王喆伟;王瀚;赵波;章雷其 -专利权人：武汉理工大学;国网浙江省电力有限公司
申请日： 2023-04-14 - 公布日： 2023-08-29 - 主分类号： H02J3/24 文献下载
摘要：本发明提出的一种用于平抑波动功率的氢电耦合系统容量配置方法，建立氢电耦合系统，以所述氢电耦合系统充放电功率最小为目标设定滚动优化目标函数，通过设定约束条件，求解理想并网功率预测值和氢电耦合系统总功率预测值；对所述氢电耦合系统总功率预测值所形成的曲线进行希尔伯特‑黄变换，得到瞬时频率，并基于所述瞬时频率的范围选取分界频率；设定目标函数；采用自适应多目标粒子群优化算法，基于波动平抑效果最大化目标函数，设定以充放电平衡、功率波动和储能容量的约束条件，进行参数寻优，得到保证波动功率平抑效果的最优容量配置方案，保证波动功率的平抑效果。
用于平抑波动功率耦合系统容量配置方法

[发明专利]考虑寿命优化的多堆PEMFC发电系统启停协调控制方法-CN202310471301.1在审
发明人： 谢长君;卢昕宇;邓坚;杨扬;杜帮华;朱文超;赵波;章雷其 -专利权人：武汉理工大学;国网浙江省电力有限公司
申请日： 2023-04-27 - 公布日： 2023-08-18 - 主分类号： H02J1/10 文献下载
摘要：本发明涉及一种考虑寿命优化的多堆PEMFC发电系统启停协调控制方法，该方法考虑多堆PEMFC发电系统在满足整体系统效率要求的基础上减少启停的寿命优化问题，根据使用场景确定系统高效率范围，通过多堆PEMFC发电系统启停协调控制方法，以该范围区间的效率最低值为评价指标，合理启停各个单堆PEMFC子系统，在保证多堆PEMFC发电系统以较高效率稳定运行的同时，大幅减少系统各电堆启停次数，提升系统使用寿命，降低维护成本。该方法能够根据负载变化情况，以给定的系统效率最低值为评价指标，自动判别启停单堆PEMFC子系统的数目；在不同的使用场景下，可根据场景负载特性灵活改变系统效率最低值，寻求多堆PEMFC发电系统在整体效率和寿命优化间的平衡。
考虑寿命优化 pemfc 发电系统协调控制方法

[发明专利]一种质子交换膜燃料电池健康状态评估方法、系统及介质-CN202211509704.2在审
发明人： 谢长君;余晓然;杨扬;朱文超;杜帮华;石英 -专利权人：武汉理工大学
申请日： 2022-11-29 - 公布日： 2023-07-28 - 主分类号： G01R31/392 文献下载
摘要：本发明采用的技术方案是：一种质子交换膜燃料电池健康状态评估方法、系统及介质，包括以下步骤：S1：建立质子交换膜燃料电池电压的半经验老化模型并对模型参数进行辨识；S2：构建用于表征质子交换膜燃料电池的健康状态的评价矩阵；S3：状态空间方程引入模型不确定度侯选位置和不确定度值，调用质子交换膜燃料电池的实验数据，基于贝叶斯框架计算输出半经验老化模型的模型不确定度和评价矩阵的计算结果。本发明考虑了燃料电池半经验模型的不确定度对电池健康状态评估的影响，并对不确定度进行量化，能够实现对燃料电池健康状态更加准确的评估效果。
一种质子交换燃料电池健康状态评估方法系统介质

[发明专利]适应快速功率冲击的多堆电解槽功率分配方法及系统-CN202310276026.8在审
发明人：卢昕宇;谢长君;杜帮华;邓坚;彭颜玉;朱世昊;杨扬;朱文超;王喆伟;王瀚;赵波;章雷其 -专利权人：武汉理工大学;国网浙江省电力有限公司
申请日： 2023-03-21 - 公布日： 2023-06-27 - 主分类号： C25B15/02 文献下载
摘要：本发明提供了一种适应快速功率冲击的多堆电解槽功率分配方法及系统，构建多堆电解槽制氢系统，多堆电解槽制氢系统包括波动电源和采用并联拓扑的多个电解槽单堆，电解槽单堆包括电解槽、DC/DC变换器；基于电解槽单堆的电压效率、法拉第效率和辅机效率，计算电解槽单堆的运行效率；基于电解槽单堆的运行效率，计算电解槽单堆的总电压降级；设定转折功率点，进行功率分配。以电解槽单堆以维持运行、低功率波动运行、恒转折功率运行、高功率波动运行、恒额定功率运行五种不同工况下的电压降级率为老化计算指标，通过先逐级后平均的分配策略，降低各电解槽单堆在高功率区间运行的时间，保证多堆老化一致性，有效地延缓了老化。
适应快速功率冲击电解槽分配方法系统

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