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。     

环保

<正>燃料电池系统可以替代全球1 60GW的船舶辅机为了降低船舶排放量,全世界范围内,安装船舶辅机燃料电池大约有160GW的市场潜力。这是德国劳氏船级社(GL)和汉堡城市发展和环境管理局市场研究的一个结果。GL的专家检查了船舶使用燃料电池的技术可能性、现有技     

燃料电池可替代全球160GW辅机

为了降低船舶排放量,全世界范围内,船上安装船舶辅机燃料电池具有大约有160GW的市场潜力。这是德国劳氏船级社（GL）和汉堡城市发展和环境管理局市场研究的一个结果。 德国劳氏船级社（GL）的专家检查了船舶使用燃料电池的技术可能性、现有技术、融合概念和法律背景。     

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。     

舰船燃料电池动力系统研究现状

燃料电池系统具有高效率、低噪声、低电磁信号等显著优点,是未来舰船动力源的最有力竞争者之一。阴极进排气系统、阳极进排气系统、燃料电池堆、水热管理系统以及系统总体优化技术都有尚待解决的难点;贮氢固体的低温释氢技术、重整制氢过程中的高效除硫技术、高温质子交换膜的制取将是实现燃料电池系统广泛应用的关键。     

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。     

德国的潜艇燃料电池

全面介绍德国研制潜艇燃料的情况，包括潜艇燃料电池研制的经历，燃料电池潜艇的方案，第一艘战斗潜艇改装的燃料电池试验潜艇配置情况，质子交换膜燃料电池研制情况和水平，用质子交换膜的氢氧燃料电池系统的２０９型潜艇改装方案和未来的２１２型潜艇配置情况，对潜艇燃料电池今后发展的设想，以及值得我们借鉴之外。     

国外固体聚合物燃料电池研究进展

固体聚合物燃料电池是用于潜艇燃料电池ＡＩＰ系统的最佳电池。本文扼要地介绍该电池的基本原理，电堆结构、系统组成和应用研究。     

燃料电池系统热能仿真与能效优化

针对燃料电池系统,从提高系统总能效的角度出发,建立系统辅助装置循环水温度仿真模型,优化系统散热方式,减小系统对外散热,增大回收利用热能,从而提升燃料电池系统效率。     

潜艇燃料电池系统:从最初的概念到系列产品

由德国霍华德（HDW）船厂制造的未来潜艇将要用燃料电池装备不依赖空气推进器（AIP），早在上世纪70年代就决定在潜艇上安装燃料电池系统，在80年代做的试验证实了燃料电池用于潜艇的可行性，90年代令人欣喜的发展成果致使燃料电池系列产品装备到潜艇上，并将在2003年投入使用，必须严格地控制开发工作以达到系列生产的目的。本文从燃料电池电站的最初概念到系列产品整个发展过程进行了概述，陈述了现在所进行的开发工作，展望了未来前景。     

基于燃料电池船舶混合电力推进系统的功率追踪控制策略

为提升混合电力推进船舶的续航能力，针对小型船舶巡航负荷的特点，组建以锂电池为动力源、燃料电池为增程单元的混合电力推进系统。选取典型船舶确定试验平台运行工况，设计与其相匹配的增程式燃料电池混合动力系统，并搭建质子交换膜燃料电池与锂电池混合电力推进系统的试验台架。以适配巡航工况为目的，基于锂电池荷电状态（SOC）调节功率追踪，获取燃料电池与锂电池间的能量分配策略。研究结果表明，该功率追踪控制策略能实现母线功率输出与模拟船舶工况间的适配。当将锂电池作为主要动力源时，系统发电单元的转换效率可维持在85%左右；当将燃料电池作为主要动力源时，系统发电单元的转换效率仅维持在75%左右。由此说明，以锂电池为动力源、燃料电池为增程单元的混合电力推进系统的设计是合理的。     

世界首艘燃料电池船可靠性得以证实

阿尔斯特河旅游公司（ATG）2009年建造了这艘名为FCSAIsterwasser的燃料电池单体船,其发动机功率为100千瓦．核定载客量为100人。到目前为止该船已经累计行驶19∞小时、11300千米。据ATG称自其试运行至今没有出现任何故障。2012年该船的氢燃料消耗量达到了14吨,减少了133吨的二氧化碳排放。船舶使用的2套48千瓦燃料电池系统均由ProtonMotor燃料电池公司设计制造．此外还整合了一个铅胶体蓄电池．共同构成船舶的混合动力系统．这种动力系统功能完备且十分耐用,已经获得德国劳氏船级社（GL）的认证。     

氢氧燃料电池系统能量模型与仿真

针对氢氧燃料电池系统,从氢能储存、氢能转化、电能消耗和热能利用四个方面出发,建立系统能量参数模型,仿真系统能量参数随运行工况变化曲线,对参数加以预测和评定,从而指导燃料电池系统设计。     

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。     

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。     

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.     

燃料电池在舰船上应用前景的研究

文章介绍了燃料电池的特点和类型,从船用的角度分析比较了几种燃料电池的特点,并以PEMFC燃料电池为例与传统的柴油发电机组在性能上进行了比较,最后对燃料电池在舰船上的应用前景作出了分析和总结.     

船用燃料电池发电系统能量管理动态仿真研究

燃料电池不可直接应用于船舶供能,需要一套辅助系统用于启动和瞬态调控。本文研究一种采用“FC+B”结构的燃料电池双堆能量管理仿真系统,并在MATLAB/SIMULINK搭建仿真平台。仿真结果表明,该能量管理系统具有动态响应速度快,稳态输出性能优良的特点。对船舶燃料电池的产业化具有一定的参考价值。     

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。     

燃料电池在船舶上的应用

近年来，由于能源紧缺和环境意识的增强，人们已认识到一种新推进系统的重要性，它能代替船上现有的电网和／或推进系统，燃料电池由于具有可观的发展前景而在该系统中起主要作用，将燃料电池用于常规（非核动力）潜艇的AIP系统后，人们开始认识到它的优点，对于水面舰船，特别是商船来说，要广泛使用燃料电池还为时尚早，必须等到成本和技术可靠性都达到与常规推进系统一样才行。