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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]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]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

[发明专利]基于氢电混合储能系统的波动功率平抑方法及系统-CN202310336240.8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;王瀚;王喆伟;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： 2023-03-31 - 公布日： 2023-06-27 - 主分类号： H02J1/10 文献下载
摘要：本发明提供一种基于氢电混合储能系统的波动功率平抑方法及系统，建立氢电混合储能系统，包括超级电容器阵列、氢储能单元、辅助电源和变换器，所述氢储能单元包括电解槽、燃料电池和储氢罐；通过经验模态分解和希尔伯特‑黄变换对原始快速波动功率进行频率分析，得到分界频率的滑动范围，频率高于所述分界频率的波动功率分配给超级电容器阵列，频率低于分界频率的波动功率分配给氢储能单元；基于所述超级电容器阵列和氢储能单元的功率需求计算辅助电源的放电功率，以对损耗功率进行补偿；设定滑动调整规则，对所述分界频率进行滑动调整，以调整波动功率的分配，提高功率吸收率。
基于混合系统波动功率平抑方法

[发明专利]基于不确定度量化评估的燃料电池电压模型参数识别方法-CN202310143393.0在审
发明人：谢长君;万文欣;杨扬;朱文超;杜帮华;王喆伟;石英 -专利权人：武汉理工大学
申请日： 2023-02-21 - 公布日： 2023-05-12 - 主分类号： G06F30/20 文献下载
摘要：本发明涉及燃料电池技术领域，公开了一种基于不确定度量化评估的燃料电池电压模型参数识别方法，包括如下步骤：采集燃料电池的运行性能参数，构建半机理电压模型，并确定待估计参数；采集燃料电池在不同工况条件下的极化曲线训练集，获得燃料电池在不同工况条件下的电压‑电流数据，引入马尔科夫链蒙特卡洛方法，针对待估计参数的后验分布，构建一个平稳分布马尔可夫链，获得待估计参数样本，并基于待估计参数样本得到半机理电压模型中待估计参数精确的概率分布区间。本发明基于不确定度量化评估的燃料电池电压模型参数识别方法，运用马尔科夫链蒙特卡洛方法算法完成所建立半机理电压模型的参数辨识，得到各参数更为精确的概率分布区间。
基于不确定度量评估燃料电池电压模型参数识别方法

[发明专利]含螺旋纽带的环形热电发电机性能优化方法-CN202210884177.7有效
发明人：谢长君;徐澳琪;朱文超;杨文龙;杨杨;杜帮华;石英 -专利权人：武汉理工大学
申请日： 2022-07-26 - 公布日： 2022-11-29 - 主分类号： G06F30/10 文献下载
摘要：本发明涉及一种含螺旋纽带的环形热电发电机性能优化方法，该方法将螺旋纽带与环形热电发电机结合，相较于其他环形热电换热器优化方法，螺旋纽带作为一种最方便的强化传热技术，本身加工制造相对简单，成本低廉，易于安装，使用方便，非常适用于对旧有换热器进行技术改造。此外，本发明利用Comsol与Matlab的联合仿真实现了从热电系统的性能角度表征和优化螺旋纽带的设计，赋予了螺旋纽带新的应用场景和环形热电发电机潜在的商用价值。
螺旋纽带环形热电发电机性能优化方法

[发明专利]基于交错并联boost电路的阻抗测量装置及其测量方法-CN202210715189.7在审
发明人：刘芙蓉;卢忠昌;谢长君;杨扬;朱文超;石英;杜帮华 -专利权人：武汉理工大学
申请日： 2022-06-22 - 公布日： 2022-09-20 - 主分类号： H02M3/158 文献下载
摘要：本发明涉及燃料电池技术领域，公开了一种基于交错并联boost电路的阻抗测量装置，其特征在于：包括交错boost主电路、boost扰动电路、PI控制器、驱动电路、信号采集模块、阻抗计算模块，PI控制器比较反馈回来的负载信号与给定的参考信号，对得到的误差值进行运算得到占空比，作为PI控制器中PWM模块的占空比。本发明还公开了一种基于交错并联boost电路的阻抗测量装置的测量方法。本发明基于交错并联boost电路的阻抗测量装置及其测量方法，通过在交错并联boost电路实现电动汽车燃料电池升压的同时，实现了燃料电池阻抗的测量，无需外加激励源。
基于交错并联 boost 电路阻抗测量装置及其测量方法

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