燃料电池系统故障诊断识别策略发展

燃料电池系统是一个具有多输入输出变量的非线性系统，为了及时、准确地诊断出燃料电池系统中的故障，保证燃料电池系统的正常工作和安全运行，本文阐述了燃料电池系统的故障类型及影响，主要从电池系统故障诊断识别方法进行简要论述，为故障诊断识别策略的开发提供了方向。     

燃料电池技术及其在潜艇动力方面的应用前景

各类燃料电池的技术特点和开发水平各有不同，包括早期航天用的氢氧碱性燃料电池和后来用于发电站的磷酸燃料电池，而将质子交换膜燃料电池用于电动汽车，近期有了突飞猛进的发展，潜艇AIP系统也将目光瞄准了燃料电池，德国U212／214和俄罗斯“阿穆尔”级潜艇都已开发使用了燃料电池AIP系统。     

燃料电池-燃气轮机底层循环性能研究

燃料电池-燃气轮机联合循环系统作为舰船电力综合系统优质动力源,具有传统热机不可比拟的高效性。本文针对燃料电池-燃气轮机底层循环构建数学模型,并对其性能进行仿真研究。目前燃料电池单堆功率相较于微型燃气轮机较小,为实现燃料电池与微型燃气轮机的功率匹配,提出多堆燃料电池与燃气轮机联合循环。分析多堆燃料电池与燃气轮机联合循环功率匹配与参数优化,使得系统在不同工况下均保持较高效率。为实现燃料电池-燃气轮机联合动力系统在水面舰艇上的应用打下坚实基础。     

铝空（氧）电池与铝水电池水下应用可行性分析

以铝空(氧)电池与铝水电池为研究对象,详细描述了其工作原理和应用现状,并通过电化学计算,进行与氢氧燃料电池联合发电的水下应用可行性分析。分析结果表明,与氢燃料电池相比,铝空(氧)电池与铝水电池由于工作原理和特点,更加适合小功率、低储能的水下装备。此外,与氢燃料电池联用不仅使系统更加复杂,而且产生的效益也不明显。     

潜艇AIP系统和燃料电池

德国在常规潜艇中成功地加装了燃料电池AIP系统,这是燃料电池最为成功的应用实例.这种成功首先来源于燃料电池具有本质上的优越性.同时也发挥了燃料电池的主要长处(能量转换效率高、比能量高、副产物是水),避免了燃料电池的短处(价格高,使用寿命目前还不够长),为燃料电池的开发提供了范例.     

基于MATLAB平台的燃料电池系统建模及外特性仿真

本文建立了燃料电池系统的数学模型,采用MATLAB/SIMULINK平台建立了燃料电池系统及动力系统的仿真模型;通过仿真计算,研究了燃料电池系统与动力系统之间的关系。结果表明,仿真模型具有良好的匹配性及适用性,该研究方法可以应用于燃料电池及动力系统的特性仿真、优化设计和控制系统的研究。     

舰船用燃料电池

本文介绍舰船用燃料电池的选型，应用以及电池模块、氢氧源和系统的基本组成。     

现代燃料电池系统的商业化进展

在最近3年里，公共领域对燃料电池动力系统的关注程度有明显的提高。特别是在北美、日本、德国及冰岛等地首先考虑的是氢燃料转化的经济性。而在英国，情况不是这样，根据政府关于未来运输政策的声明及在沃金公司商业化燃料电池动力装置的首次公开演示，这一情况得到了改善。介绍了燃料电池技术在运输业、固定式动力及军品市场的发展现状。所有主要汽车制造商继续评估燃料电池驱动汽车的应用前景，许多工作都是由加利福尼亚燃料电池合作商提供赞助。在美国、日本和欧洲的这一领域，正在进行首批固定式动力装置样机的评估。美国海军的电动舰船项目继续评估采用Dieso 76作为氢源的熔融碳酸盐和质子交换膜燃料电池系统。HDW公司的燃料电池驱动潜艇项目继续向前发展，该项目以第一艘潜艇和1个增加的订货清单命名。但是，关键技术难题仍制约燃料电池系统的普及。燃料电池系统造价仍旧很高，氢的来源及利用率一直是该技术主要挑战性与竞争性难题，有待进一步改进。详细介绍了燃料电池防卫应用方面的进展，讨论了商业化燃料电池在未来防卫应用方面的研制成果。     

常规潜艇燃料电池AIP的方案设计

介绍了燃料电池AIP的发展概况、特点,分析了我国常规潜艇采用燃料电池AIP的可能性及必要性。在此基础上,对燃料电池常规潜艇AIP进行方案设计,利用海军部系数法计算并选取模块功率,确定了燃料电池耗氧率以及根据续航力计算需要的储氧量,分析了3种不同规格的燃料电池功率模块对水下性能如续航力、续航时间和巡航航速的影响。方案设计结果表明,燃料电池AIP系统在我国常规潜艇中具有可行性,且在水下续航力、巡航时间等性能上比一般常规潜艇优越。     

燃料电池船舶应用形式及其关键技术

为促进燃料电池等清洁能源技术在船上的应用,对船用燃料电池的应用形式和相关技术进行分析.系统总结近些年燃料电池在船上的应用情况,深入阐述燃料电池在船上的应用形式、适用性、燃料来源和动力系统等,重点分析低温燃料电池和高温燃料电池的特点及其在船上应用的功率范围.在此基础上,介绍国内外燃料电池船舶示范应用及相关技术的发展现状和趋势,指出燃料电池船舶发展和应用过程中存在的关键技术问题.     

燃料电池船舶复合供能系统控制策略设计与仿真

针对燃料电池船舶复合供能系统中的燃料电池功率波动问题和储能单元电池荷电状态（State of Charge,SOC）极端分化问题,依据系统拓扑结构,提出基于负载功率频率分解与模糊逻辑控制法相结合的复合供能系统控制策略设计。采用实例仿真验证该设计的优势。结果表明,该设计可有效保持燃料电池输出功率平滑,对储能单元SOC具有良好的均衡控制效果。     

未来常规潜艇对新型动力系统的需求

本文从未来常规潜艇作战需求出发,提出必须发展新型动力系统,以满足全程水下、隐蔽作战需要的观点;分析了燃料电池的先进性,得出燃料电池是常规潜艇AIP最佳的动力方案;介绍燃料电池在国外常规潜艇的应用情况及我国潜艇用燃料电池发展情况;提出了我国燃料电池技术有关科研单位应当继续跟踪世界燃料电池技术并加强研究、有关职能部门应当及时推进燃料电池实艇应用的建议。     

小型船用PEM燃料电池仿真特性分析

随着能源的逐渐枯竭和环境污染的持续加重,燃料电池的发展越来越受到世界各国的重视,燃料电池具有高效、清洁和环保等特点,特别是质子交换膜(PEM)燃料电池已经得到了广泛的应用。文章基于Matlab/Simulink软件平台,建立PEM燃料电池动态模型,以输入信号源作为外加负载,分析了随负载电流变化时,电池工作温度变化和阴阳极进气压力对PEM燃料电池输出电压和输出功率的影响。仿真结果与实际燃料电池特性曲线基本一致,所搭建的动态模型也能较好的反映PEM燃料电池的动态特性。     

典型船舶燃料电池推进系统研究

为拓展燃料电池在船舶领域内的应用,针对船用燃料电池电力推进系统进行相关研究。首先,根据船舶的工作环境及船舶的运行工况,选择了厦门地区运营的新型太阳能混合动力游览船作为典型船舶。其次,根据相关母型船的海试以及燃料电池的工作特性,确定了改造后电力推进系统的能量管理策略。最后,基于MATLAB/Simulink建立燃料电池船舶仿真试验平台,验证该系统的可行性。仿真结果显示,燃料电池的输出功率能够分别维持在2 k W和3.6 k W的2个功率点,满足能量管理策略要求,在理论上验证了燃料电池可作为小型船舶的动力源。     

德燃料电池研究获新进展

德国尤利希研究中心的科学家在燃料电池研究方面又取得了新的进展。他们研制的小体积燃料电池组由40个单个20×20cm的电池组成,在平均温度为850℃的情况下，以氢为燃烧气体时发电功率达到了9.2kW；采用甲烷作燃烧气体时，功率为5.4kW，创造了新的世界纪录。燃料电池是将化学能直接转换成电能的装置。一般来说，采用固体电解质（固氧燃料电池）的高温燃料电池主要建在发电厂或建筑物内作为固定电源和供热源。固氧燃料电池的优点是发电效率高、环保。尤利希的科学家在研究中采用了平面电池和薄层电解质。目前，固氧燃料电池还没有批量生产，…     

配备氢燃料辅助动力的赏鲸船投入运营

最近，EldingⅠ号赏鲸船重新投入运营，除常规的柴油发动机之外，还装备有氢燃料电池设备。根据德国劳氏船级社的《船上燃料电池系统指南》，汉堡基地GL评估认为该燃料电池系统及其整合集成合格和成功。有GL官员称，这次旅程是氧技术在船用领域迈出的重要一步，显示了技术创新能力。     

燃料电池技术及其船舶应用现状

燃料电池由于具有高效率、低排放和低噪声、可使用多种燃料等特性,已在很多领域得以应用,比如可用作船舶应急发电机、发电机及推进器电力供应装置。简要介绍燃料电池技术,从效率、能量利用及排放等方面分析燃料电池的特点,并以Wart sila公司开发的应用于船舶的固体氧化物燃料电池WFC20为例,介绍目前最先进的船舶燃料电池的性能指标和工作参数,对燃料电池在船舶应用的现状及主要不足进行探讨。     

替代船舶动力：进展与透视

为探索可行的低碳航运发展路径，全面综述核动力推进系统、风力辅助推进系统、太阳能光伏系统、燃料电池动力系统、电池电力动力系统等替代船舶动力系统的研究现状、应用进展、技术特点和未来潜力，指出各种替代船舶动力系统推广应用所面临的挑战。结果表明：新一代熔盐反应堆核动力推进系统而非传统压力水堆在海事领域的应用正在积极探索中；风力辅助推进系统是一种具有立即可用性、广泛适用性和发展长远性的能效改进措施；太阳能光伏系统的装船应用前景并不理想，而燃料电池动力系统、电池电力动力系统的应用场景主要限于内河和沿海航运及中小型船舶，其与其他动力系统构成混合动力系统可能是主流选择。     

常规潜艇几种主要AIP装置的分析与选择

分别介绍了闭式循环柴油机、热气机和燃料电池三类ＡＩＰ的研制现状。对燃料电池与热气机ＡＩＰ装置的优缺点进行了比较，由于燃料电池在各主要方面均优于热气机，因此国外研究方向已迅速转向前者。最后提出了国外ＡＩＰ系统的研制对我国的几点启示。     

燃料电池技术及其在船舶上的应用

以氢为燃料的燃料电池技术正快步迈向实用化，燃料电池装置在船舶上的应用研究取得了巨大的成就，采用燃料电池混合动力的潜艇已投入运行。本文对燃料电池技术的现状及在船舶上的应用前景进行了分析与介绍。