氢能专利库

本发明提供了一种氢能驱动列车系统的拓扑结构优化方法和系统，属于列车系统的模拟与优化领域。所述优化方法将氢能驱动列车系统分为机械、电气、信息和气液四个部分，每个部分对应一种类别的部件，系统的所有元件分为四种部件；考虑每个部分及部分间的作用关系，构建机械‑电气‑信息‑气液相依网络模型；通过考虑四种部件的物理属性，提出了部件之间作用关系的加权方法；基于权重以及机械‑电气‑信息‑气液相依网络模型，提出了加权拓扑网络可靠性计算方法；以部件之间的作用关系作为决策变量，以提升加权网络可靠性为优化目标，基于改进的模拟退火算法进行求解后完成对拓扑结构的优化。本发明提高了氢能驱动列车系统的拓扑结构优化效果。

本发明公开了质子交换膜燃料电池氢气供应系统灵活性能控制方法，包括如下步骤：S1、根据气体动力学以及电机转速方程，针对质子交换膜燃料电池氢气供应系统的组件构建面向控制的动力学模型；S2、建立系统过氢比、阳极压力的误差动力学模型；S3、根据系统的误差动力学模型，建立用于检测排水阀流量干扰的自适应系统，通过引入自适应系统的修正信号，设计灵活性能函数，对过氢比以及阳极压力的跟踪误差进行转换；S4、设计后推控制器，选取合适的李雅普诺夫函数证明系统的稳定性，证明系统过氢比以及阳极压力跟踪误差满足灵活性能约束；本发明解决了在排水阀流量出现跳变的情况下对质子交换膜燃料电池氢气供应系统性能约束控制的局限性。

本发明提供一种基于相依网络模型的氢能驱动高速列车系统关键部件辨识方法及系统，属于列车系统关键部件辨识技术领域，根据氢能驱动高速列车系统组分以及相依网络模型，构建刻画列车系统的机械‑电气‑信息‑气液相依网络模型；依据部件在网络中的拓扑特征，构建部件拓扑属性参数；依据不同部件的物理属性，构建部件的功能属性参数；根据部件的拓扑以及功能属性，形成部件综合重要度，通过采用熵权的方法并考虑部件之间的相依关系，提出部件的相依综合重要度，并以此对氢能驱动的高速列车系统关键部件进行辨识。本发明通过考虑相依特性并采用熵权的方法，提出了部件的相依综合重要度，可为氢能驱动高速列车系统的关键部件辨识提供理论基础。

本发明提供了一种基于自适应时序聚合的电氢能源系统风险防御规划方法，涉及电氢能源系统规划技术领域，首先对据可再生能源和负荷需求的预测值，设计自适应时序聚合算法，降低运行模拟的变量维度；其次，引入条件风险价值理论，采用多元高斯分布对可再生能源和电负荷波动进行建模，用于量化系统潜在的运行风险；最后，兼顾系统投资和运行成本，以年化总成本最小化为优化目标，构建基于自适应时序聚合的电氢能源系统优化规划模型。本发明采用上述的一种基于自适应时序聚合的电氢能源系统风险防御规划方法，能够同时考虑长/短周期储氢的调节能力，并且有效平衡系统潜在运行风险和投资成本。

本案涉及一种考虑燃料电池输出功率下降的DQN能量管理策略优化方法，用于解决现有燃料电池因老化性能衰减而无法满足动力需求问题。步骤包括将混合动力汽车端的燃料电池生命周期划分为若干衰退阶段，在超过不同衰退阶段的更新运行时长时，混合动力汽车端更新输出功率‑电流曲线并将向云端发送，同时向云端请求更新DQN能量管理策略模型；云端在接收到更新的输出功率‑电流曲线时，利用其更新训练数据，以训练优化DQN能量管理策略模型，并将优化后的DQN能量管理策略模型发送给混合动力汽车端；混合动力汽车端接收优化后的DQN能量管理策略模型并更新至控制器以确定功率分配方案。本方案可提高燃料电池性能衰退时的能源利用率，提高燃料电池的耐久性。

本发明涉及燃料电池技术领域，提供一种车用燃料电池性能预测方法、装置和电子设备，该方法包括：提取动态工况下车用燃料电池的老化性能指标时间序列；基于所述老化性能指标时间序列提取用于表征燃料电池老化过程的规律性和/或趋势性的强化特征；将所述老化性能指标时间序列以及所述用于表征燃料电池老化过程的规律性和/或趋势性的强化特征作为训练数据输入预设的多输入卷积神经网络进行车用燃料电池性能预测模型的训练；基于训练的车用燃料电池性能预测模型对燃料电池性能衰退情况进行预测。本发明能够在燃料电池老化数据有限的情况下，提升性能预测的准确性和可靠性，对车用燃料电池健康管理具有重要意义。

本发明提供一种液氢燃料电池汽车的氢泄漏扩散监测方法及监测系统，属于燃料电池汽车技术领域，获取多个检测点位的氢浓度数据；获取液氢储供系统内部的温度数据；获取液氢储供系统内部的压力数据；根据采集的氢浓度数据、温度数据以及压力数据，进行多级故障诊断，如发生故障则发出蜂鸣报警并发送故障代码给整车控制器，整车控制器控制动作电磁阀来关闭供氢管路。本发明通过流体力学仿真软件对多影响因素的液氢泄漏扩散进行预测来合理布置氢浓度传感器安装点位，提高了氢泄漏监测系统的响应速度，改善了低温氢泄漏监测性能，提高了液氢泄漏监测系统的准确性及适应性。

本发明提供的一种燃料电池车最优工作状态控制策略的计算方法，针对增程式燃料电池汽车的整车经济性与燃料电池耐久性，建立一种燃料电池车的最优策略计算方法。该方法将燃料电池的启停状态增设为状态变量，并在燃料电池的启动和关闭状态之间增加了低功率过渡阶段，实现了燃料电池的自适应启停间隔控制，避免了燃料电池的频繁启停。并使用燃料电池性能衰退指数为耐久性代价，整车能耗为经济性代价，构建经济性与耐久性多目标联合代价函数，实现了两者的联合优化控制。通过离线计算得到一个经济性与耐久性全局最优的能量管理策略，作为实车能量管理策略开发的对标与参考基准。

本发明提供了一种二段式双鼓泡床制氢装置，包括：第一鼓泡床和第二鼓泡床；第一鼓泡床用于作为燃烧炉，第二鼓泡床用于作为气化炉，每个鼓泡床包括通过法兰连接的上下两部分，第一鼓泡床的上部和第二鼓泡床的上部分别装有CaO和CaCO3的混合床料，第一鼓泡床的下部和第二鼓泡床的下部分别装有SiO2床料；第一鼓泡床的上部和第二鼓泡床的上部之间分别设置有上下两个通路，上通路通过第一旋风分离器连接，下通路通过第一管道连接；第一鼓泡床的下部和第二鼓泡床的下部之间同样设置有上下两个通路，上通路通过第二旋风分离器连接，下通路通过第二管道连接。本装置可以提高能量的利用率以及产生更多的富氢燃气。

本发明公开了一种质子交换膜燃料电池系统的模式识别故障诊断方法，通过采集在正常状态和故障状态下的压缩机电机电压、压缩机电机电流、压缩机转速、燃料电池电压、燃料电池电流、氢气进堆压力、空气进堆压力、压缩机出口压力等诊断变量，针对获取的正常状态和故障状态下的诊断变量，进行数据归一化处理，建立初始化样本集，通过采用PFCM‑OABC‑SVM组合模式识别算法进行质子交换膜燃料电池系统的故障诊断，确定质子交换膜燃料电池系统的状态，本发明通过采用PFCM‑OABC‑SVM组合模式识别算法对质子交换膜燃料电池系统进行故障诊断，实现数据的过滤，获得最优的目标参数，能够准确识别故障，能够有效保障系统的正常运行。

本发明公开了一种燃料电池发电用的高增益升压直流变换器，包括：输入电源Vin正极与电感L1相连；电感L1分别与开关管S1漏极和电容C1相连；电容C1分别与二极管D1阳极、电容C2和电感L2相连；电感L2分别与负载RL和电容C4相连；电容C2分别与二极管D2阴极和二极管D3阳极相连；二极管D3阴极分别与负载RL和电容C3相连；输入电源Vin负极分别与开关管S1源极、二极管D1阴极、二极管D2阳极、电容C3和电容C4相连。该高增益升压直流变换器具有高电压增益、低器件电压应力、低输入、低输出电流纹波的特点，适用于燃料电池发电领域，在将燃料电池低压直流电提升的同时延长燃料电池的使用寿命。

本发明提供了一种燃料电池汽车的燃料实时监测与再循环装置。包括：主供氢管路和氢气再循环管路，主供氢管路通过温度传感器、加热装置、调压阀组和压力传感器等器件调节该装置的出气口处的氢气的压力，温度，湿度，并实时监测氢气的这些状态量，通过算法计算消耗的氢气的质量。氢气再循环管路分离掉该装置的出气口处排出的氢气的水分、空气，把剩余氢气加压再并入主供氢管路。本发明提供的装置中的主供氢管路可以实时监测氢气的温度、压力、流量，并通过算法计算出消耗的氢气量，通过调压阀组可以调节入口氢气的压力和流量，通过加热装置可以调节入口氢气的温度，以达到燃料电池的最佳工作状态。

本发明公开一种三段式气流床煤加氢气化炉，包括大体呈圆柱状的炉体，所述炉体包括燃烧室、回流室和上气化室，所述燃烧室的上口与回流室的下口通过缩口喉部连接，所述回流室的上口与上气化室的下口通过缩口喉部连接；所述燃烧室下部侧壁上切向布置燃烧室喷嘴，所述回流室的下部内侧壁上对中设置有回流室喷嘴，所述回流室喷嘴的上方设置有一圆锥状的回流板，所述回流板位于回流室的中心轴线上并与回流室的侧壁之间具有间隙。回流板能够限制煤粉颗粒首先进入回流区,回流能够在一定程度上提高煤粉颗粒的滞留时间，从而提高煤气化的转化率，提高整体煤气化效率。

一种多元复合物为载体的燃料电池催化剂及制备方法，涉及一种燃料电池催化剂及制备方法。本发明采用粒状碳材料(C1)与线状碳材料(C2)的混合材料作为碳基体材料，在这两种基体材料上采用沉淀热分解法制备碳载体和氧化物的复合载体MOx-(C1+C2)，然后再采用原位化学还原法制备Pt/MOx-(C1+C2)催化剂。MOx为CeO2、SnO2、Co3O4或NiO。C1为碳黑、碳微球或介孔碳。C2为碳纤维或碳纳米管。线状碳材料与粒状碳材料的结合形成了三维复合网络结构，加大了催化剂的三相反应活性区；掺杂的金属氧化物增强了催化剂的抗CO能力，提高了铂的利用率。

本发明涉及燃料电池用质子交换膜，具体地说是一种抗降解燃料电池用多层阻醇复合膜，是在共混型烃类质子交换膜的一侧或两侧复合一层含有H2O2分解催化剂的Nafion质子交换膜。其制备方法是，将Nafion醇溶液与同体积的高沸点溶剂，置于烧瓶中减压蒸馏，去除醇，制备出Nafion－高沸点溶剂溶液，加入H2O2分解催化剂，超声波振荡30分钟，配成H2O2分解催化剂/(H2O2分解催化剂+Nafion)的重量比为1～10％的溶液，将该溶液复合在共混型烃类质子交换膜的一侧或两侧，待溶剂挥发后，放入真空烘箱中，在120－160℃下，处理2－8小时，即得抗降解燃料电池用多层阻醇复合膜。本发明的抗降解燃料电池用多层阻醇复合膜具有阻醇性能好、导电率高、抗降解能力高、力学机械性能好、成本低等特点。