中国汽车工业协会、中国汽车动力电池产业创新联盟燃料电池分会组织编制

纳米技术是一个研究领域，对象的尺寸最大为100 nm。 纳米材料属于材料工程领域的广阔领域。 这些包括纳米层，纳米平板，纳米孔，纳米管，纳米纤维，纳米颗粒和量子点。 纳米结构由于其纳米尺寸而具有特殊的特性。 纳米结构的自然特性使其可以广泛应用于各种行业。 本文概述了纳米结构在燃料电池技术中的应用和意义，特别着重于纳米催化剂。 本文包括纳米材料的分类，新的杂化纳米结构，表面改性的类型，按应用领域划分，特别强调了先进能源系统中的纳米材料。 考虑到降低发电机成本的现有解决方案，已经描述了燃料电池的设计和操作以及纳米颗粒的作用。 低温燃料电池的高价格取决于所用纳米颗粒的数量。 本文介绍了与使用纳米级产品相关的风险。 这些高活性物质的较高浓度可能是危险的，并且可能引起生态问题并损害自然生态系统。

空冷型质子交换膜燃料电池(PEMFC)发电系统的输出性能受工作温度、气体流速、尾气排放间隔等操作参数的影响，其中工作温度是影响输出性能的关键因素。针对空冷型PEMFC发电系统温度控制所具有的非线性、时滞、慢时变等复杂特性，提出基于灰色预测的无模型自适应控制方法实现实时最优温度控制。该方法将灰色预测的结果代替发电系统当前工作温度测量值。实验结果表明：所提方法能够在不同负载条件下实现对发电系统最优温度进行实时跟踪。与增量式PID控制相比，所提方法有效减小了系统的超调，使发电系统输出功率更平稳，有利于发电系统的长期稳定运行，延长电堆的使用寿命。且所提方法仅根据PEMFC输入输出数据在线对控制器进行调整，对PEMFC参数不敏感，可应用于类似空冷型PEMFC发电系统。

固体氧化物燃料电池一燃气轮机（Solid oxide fuel cell-gas turbine, SOFC-GT）的混合发电系统是未来高效、清洁的发电技术之一，混合系统的建模、优化与控制方面的研究对于系统集成和商业化运行具有重要意义。通过论述国内外在SOFC单电池机理、半经验模型、电池组模型、混合系统模型，以及系统动态模型与分布式发电系统控制等各个层次的研究成果，提出多尺度的自主研发技术路线。发展适合于高燃料利用率和不同燃料组分的单电池机理模型，并简化出更为合理的半经验模型或近似精确解，用于系统级分析；

固体氧化物燃料电池与微型燃气轮机发电系统半实物仿真研究，杨晨，蒋帅，由于固体氧化物燃料电池（Solid Oxide Fuel Cell，SOFC）排出的尾气具有较高的潜热，当它与微型燃气轮机（Micro Gas Turbine，MGT）组成混合系统

分布式电源以最大效率的控制策略，过引入反映内部复杂电化学、热力学和电气过程的稳态方程，仿真分析分布式电源在采用恒功率因素运行方式时其功率调节单元的 2 个控制变量取决于电池堆的 2 个变量，非线性规划方法用来计算分布式电源的最大效率和最优控制变量。

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论文研究-固体氧化物燃料电池系统的鲁棒反馈模型预测控制.pdf,  固体氧化物燃料电池系统工作过程中燃料与氧化剂的压力差和燃料利用率的变化值是衡量系统运行安全、稳定长效、具有较好鲁棒性的重要指标. 本文提出采用离线计算、在线优化相结合的带有输出反馈的鲁棒模型预测控制方法, 分别将燃料与氧化剂的压力差和燃料利用率作为输入和输出约束, 离线计算目标函数上界及其系列渐近稳定域, 在线时对控制量进行精确定位. 仿真结果表明, 采用了状态反馈的模型预测控制方法能有效克服模型失配问题并迅速获得被控量的预测值, 使系统当负载电流发生波动时能克服变化引起的参数偏差, 提高了响应速度, 增强了系统鲁棒性.

燃料电池电堆的温度分布对燃料电池的安全与寿命有重要影响。该文分析了车用质子交换膜燃料电池系统热管理子系统的结构，并建立热管理子系统的动态模型。在此基础上对燃料电池温度控制算法进行研究，针对热管理子系统大惯性和大迟延的特点，设计了基于预测的智能PID算法。该算法采用简化的热管理子系统模型预测电堆温度变化趋势并进行提前控制，能显著减小超调。试验结果表明，该算法能实现±0.5℃的控制精度，控制效果良好。