車用質(zhì)子交換膜燃料電池濕度軟測量研究.pdf

1、車載燃料電池系統(tǒng)運(yùn)行時，其內(nèi)部濕度是非常重要的狀態(tài)參數(shù)，嚴(yán)重影響電池的工作性能和壽命，而現(xiàn)有手段和方法難以直接測量獲得濕度參數(shù)。因此，開展質(zhì)子交換膜燃料電池濕度軟測量關(guān)鍵技術(shù)與方法研究，具有重要的理論意義和現(xiàn)實(shí)意義。本文以自主研發(fā)的大功率車用質(zhì)子交換膜燃料電池系統(tǒng)為研究對象，對濕度機(jī)理、基于內(nèi)阻的軟測量方法、基于模糊集方法和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法的濕度軟測量和優(yōu)化，以及濕度軟儀表系統(tǒng)進(jìn)行了較為系統(tǒng)的研究。本文的主要研究成果如下：
　　提出了

2、一種基于內(nèi)阻的車用燃料電池濕度軟測量方法。該方法基于燃料電池質(zhì)子交換膜的含水量（濕度）與電池內(nèi)阻的高度相關(guān)性，通過研究和引入內(nèi)阻與濕度之間的經(jīng)驗(yàn)公式，建立了基于內(nèi)阻的濕度軟測量。采用優(yōu)化后的實(shí)測內(nèi)阻數(shù)據(jù)，驗(yàn)證了濕度軟測量的結(jié)果與理論值符合性較好。
　　建立了一種基于模糊集的燃料電池濕度狀態(tài)軟測量模型。用內(nèi)阻值、初始開路電壓和指定運(yùn)行條件下的輸出電壓等3個參數(shù)作為模糊邏輯模型的輸入值，用濕度值作為模型輸出，采用正態(tài)高斯隸屬度函數(shù)，使

3、用標(biāo)準(zhǔn)可加性學(xué)習(xí)算法，采用實(shí)際運(yùn)行測試數(shù)據(jù)進(jìn)行燃料電池濕度預(yù)測，輸出結(jié)果與實(shí)際濕度狀態(tài)符合程度較高。
　　建立了一種車用燃料電池濕度軟測量的動態(tài)模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。提出了基于動態(tài)模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的車用燃料電池濕度軟測量方法，并基于實(shí)際測試數(shù)據(jù)對濕度軟測量結(jié)果進(jìn)行了分析和比較。仿真結(jié)果表明：該方法相對于基于單一神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)濕度軟測量方法，輸出更為準(zhǔn)確，且輸出誤差更小。
　　設(shè)計和實(shí)現(xiàn)了一種燃料電池運(yùn)行時濕度監(jiān)測軟儀表系統(tǒng)。結(jié)合基于內(nèi)阻和

4、動態(tài)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的濕度軟測量方法，設(shè)計完成了軟硬件系統(tǒng)，完成了上下位機(jī)之間的通訊和操作界面設(shè)計?；趯?shí)測數(shù)據(jù)的軟儀表輸出濕度狀態(tài)與實(shí)際情況完全符合，驗(yàn)證了軟儀表運(yùn)行的有效性。
　　綜上所述，本文分別從濕度機(jī)理分析、基于內(nèi)阻的濕度軟測量、基于模糊集的濕度軟測量、基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的濕度軟測量、基于動態(tài)模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的濕度軟測量和濕度軟儀表系統(tǒng)設(shè)計出發(fā)，提出了相關(guān)的研究思路和方法，并采用實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)和仿真結(jié)果對本文設(shè)計的可行性和有效性進(jìn)行了驗(yàn)證，