质子交换膜燃料电池系统发电技术及其应用PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1 概述 1

1.2 燃料电池简介 2

1.2.1 燃料电池分类 3

1.2.2 PEMFC工作原理 5

1.3 PEMFC应用现状 6

1.4 PEMFC系统建模与控制研究现状 8

第2章 PEMFC特性 12

2.1 极化特性 12

2.1.1 开路电压 12

2.1.2 活化极化 13

2.1.3 欧姆极化 15

2.1.4 浓差极化 15

2.2 空冷型质子交换膜燃料电池运行特性分析 16

2.2.1 阳极排气影响的机理分析 16

2.2.2 瞬时短路影响的机理分析 17

2.2.3 风速影响的机理分析 21

第3章 PEMFC系统建模 22

3.1 系统结构 22

3.2 机理模型 23

3.2.1 输出电压模型 23

3.2.2 阴极流量模型 26

3.2.3 阳极流量模型 28

3.2.4 膜水合模型 30

3.2.5 供应管道模型 31

3.2.6 回流管道模型 32

3.3 辅助系统模型 32

3.3.1 空气压缩机模型 32

3.3.2 冷却器模型 33

3.3.3 增湿器模型 34

3.4 辨识模型 35

3.4.1 基于神经网络的PEMFC模型辨识 35

3.4.2 基于MPSO的PEMFC模型参数辨识 40

第4章 基于H∞次优控制方法的PEMFC系统控制 52

4.1 基于PID的PEMFC最优温度控制方法 52

4.1.1 最优工作温度 52

4.1.2 基于最优工作温度的PID控制 53

4.2 基于MPSO的PEMFC过氧保护H∞次优控制方法 56

4.2.1 H∞混合灵敏度问题 57

4.2.2 加权函数的设计问题 59

4.2.3 结构奇异值分析 60

4.2.4 PEMFC控制系统结构及模型线性化 62

4.2.5 基于MPSO的H∞次优输出反馈控制器设计 63

4.2.6 仿真与实验结果分析 65

4.3 PEMFC压力系统的非线性H∞次优控制方法 76

4.3.1 非线性系统的状态反馈精确线性化 77

4.3.2 动态扩展算法 79

4.3.3 PEMFC压力系统的状态反馈精确线性化 80

4.3.4 非线性H∞次优输出反馈控制器设计 85

第5章 燃料电池混合动力车辆 90

5.1 燃料电池混合动力电动自行车 90

5.1.1 系统拓扑结构 91

5.1.2 混合动力系统仿真 93

5.1.3 混合动力系统硬件设计 97

5.1.4 样车测试 107

5.2 燃料电池混合动力汽车 108

5.2.1 燃料电池混合动力系统拓扑及建模 108

5.2.2 多能量源控制策略 115

第6章 燃料电池分布式并网发电系统 130

6.1 系统结构 130

6.2 系统运行模式及要求 133

6.2.1 运行模式 133

6.2.2 并网运行要求 133

6.2.3 独立运行要求 135

6.3 并网逆变器控制策略 136

6.3.1 并网运行控制 136

6.3.2 独立运行控制 144

6.4 滤波器设计 146

6.5 综合运行控制仿真测试 146

6.5.1 并网运行 147

6.5.2 孤岛运行 150

6.5.3 运行模式切换 153

参考文献 159