找到 12 条结果 · 氢能与燃料电池
质子交换膜燃料电池热-水-电耦合建模及其在不同工况下的动态性能分析
Thermal-water-electrical coupling modeling of PEMFC and its dynamic performance analysis under different operating conditions
Bin Liab · Zhangxi Wua · Ye Lic · Jiawei Hea 等9人 · Applied Energy · 2025年11月 · Vol.398
摘要 将可再生能源与氢储能相结合用于发电是实现清洁能源转型的一种有前景的替代方案。然而，可再生能源的波动性和间歇性给质子交换膜燃料电池（PEMFC）系统的安全高效运行带来了重大挑战。由于PEMFC内部存在复杂的热-水-电场耦合机制，目前尚未对电力系统运行工况变化下PEMFC在多时间尺度上的动态性能进行定量分析。本文基于PEMFC内部的导热、传质及电化学反应过程，首先分析了热、水、电参量之间的参数耦合关系，建立了综合性的PEMFC模型。随后，研究了在不同时间尺度的电力系统运行工况变化下，PEMFC...
解读: 该PEMFC热-水-电多物理场耦合建模技术对阳光电源氢储能系统集成具有重要参考价值。研究揭示的多时间尺度动态响应特性可指导ST系列PCS与PEMFC协同控制策略优化,特别是电压波动对燃料电池安全性的影响分析,可应用于PowerTitan储能系统的氢电耦合场景。多场耦合机制为开发氢能-储能-光伏一体化...
探究燃料电池系统空气供给控制对能量管理策略性能的影响
Investigating the impact of a fuel cell system air supply control on the performance of an energy management strategy
Ali Moslehi · Mohsen Kandidayeni · Marie Hébert · Sousso Kelouwani · Energy Conversion and Management · 2025年2月 · Vol.325
摘要 本研究提出了一种综合性的方法，通过构建系统级能量管理策略（EMS）来优化混合燃料电池（FC）-电池动力系统的性能。该策略采用两级管理和控制架构，旨在提高系统效率、降低氢气消耗并增强动力系统的安全性。第一级为基于优化的EMS，专注于燃料电池与电池组之间的高效功率分配。该方法的关键在于考虑了空气供给系统的约束条件，包括避免压气机特性图中的喘振区以确保压气机的安全运行，以及维持氧气过量比（OER）在最优范围内。通过满足这些约束条件，该策略不仅提高了压气机的运行稳定性，还显著降低了氢气消耗。第二级...
解读: 该燃料电池双层能源管理策略对阳光电源氢能系统开发具有重要参考价值。其优化型EMS的功率分配逻辑可借鉴至ST储能变流器与氢燃料电池混合系统,通过氧过量比(OER)动态优化降低氢耗1.6-5.1%的思路,可应用于iSolarCloud平台的多能源协调控制算法。自适应PID控制层与阳光现有GFM/VSG控...
小波变换集成的规则型能量管理策略用于PEMFC混合动力汽车：提升燃料电池堆寿命
Wavelet transform-integrated rule-based energy management strategy for PEMFC hybrid vehicles: fuel cell stacks lifetime enhancement
Jiacheng Yuan · Qihao Deng · Wenshang Chen · Xile Wang 等8人 · Energy Conversion and Management · 2025年11月 · Vol.344
摘要 随着氢能与燃料电池混合动力汽车（FCHEVs）的快速发展，对先进的能量管理策略（EMS）提出了日益增长的需求，以平衡能源效率、燃料电池退化以及经济性能之间的关系。然而，传统的基于规则的能量管理策略在动态驾驶工况下往往导致过大的功率波动，并加速燃料电池的老化。为解决上述问题，本文提出了一种集成小波变换的规则型控制策略（WT-RBC），旨在提高FCHEVs的能量效率并减少燃料电池的退化。结果表明，在CLTC驾驶循环下，所提出的策略使氢气消耗量保持在传统基于规则的EMS水平的8%以内，同时显著降...
解读: 该小波变换能量管理策略对阳光电源氢能储能系统及充电桩产品具有重要借鉴价值。其功率波动抑制技术(48.59kW降至6.92kW)可应用于ST系列PCS的多能源协调控制,优化电池与氢储能混合系统的功率分配。小波分解算法可集成至iSolarCloud平台,实现充电站多源协同的预测性维护。燃料电池寿命延长策...
液冷式质子交换膜燃料电池热管理策略综述：温度调节与冷启动
A review on thermal management strategy for liquid-cooling proton exchange membrane fuel cells: Temperature regulation and cold start
Hongye Sua · Haisong Xua · Lei Wanga · Zhiyang Liu 等5人 · Applied Energy · 2025年9月 · Vol.393
有效的热管理策略对于优化质子交换膜燃料电池（PEMFC）的性能和耐久性至关重要。本文对液冷式PEMFC的热管理策略进行了系统性综述，重点聚焦于温度调节与冷启动运行两个方面。首先，介绍了PEMFC在高于和低于冰点温度下的基本热特性，随后概述了热系统模型的离线与在线辨识方法。接着，针对PEMFC热系统固有的非线性和耦合特性，以及内部和外部多种干扰的存在，从四个角度对各类温度控制策略进行了回顾与分类：（1）探究最佳运行温度与PEMFC整体性能之间的关系；（2）管理多输入多输出冷却系统中的耦合效应；（3...
解读: 该燃料电池热管理技术对阳光电源氢能储能系统及电动汽车充电解决方案具有重要借鉴价值。文中温度调控策略(模型驱动、数据驱动、自适应控制)可应用于ST系列储能PCS的热管理优化,降低冷却系统寄生功耗,提升系统效率。多输入多输出耦合控制方法与阳光VSG虚拟同步机技术理念契合,可增强系统鲁棒性。冷启动快速预热...
面向大负载波动质子交换膜燃料电池系统的控制导向热管理策略
Control-oriented thermal management strategies for large-load fluctuation PEM fuel cell systems
Yuhan Li · Zhifeng Zheng · Yangge Guo · Xiaojing Cheng 等8人 · Applied Energy · 2025年8月 · Vol.392
摘要 热管理控制对质子交换膜燃料电池（PEMFC）的性能与耐久性具有重要意义。在大负载波动工况下，由于系统具有强非线性和时变时滞特性，热管理控制面临巨大挑战。为此，本文采用串级内模控制（IMC）方法，结合电流前馈控制，以提升宽范围负载变化下的跟踪性能及对时滞扰动的鲁棒性，同时降低系统时滞影响。此外，提出了一种针对恒温器和风扇的双内环串级IMC结构，以进一步增强系统鲁棒性，并引入改进型Smith预估器以改善时滞扰动的抑制能力。首先通过阶跃响应测试和白噪声扰动测试分别评估所提出控制策略的响应速度与鲁...
解读: 该燃料电池热管理控制技术对阳光电源氢能业务拓展具有重要参考价值。文中提出的级联内模控制(IMC)与电流前馈结合策略,可应用于公司充电桩及储能系统的热管理优化,特别是ST系列PCS在大功率波动场景下的温控精度提升。双内环级联IMC与改进Smith预估器的鲁棒性设计思路,可借鉴至SG逆变器的宽温度范围运...
风氢直连系统的鲁棒功率自平衡控制
Robust Power Self-Balancing Control for Wind-Hydrogen Direct-Connected System
Yanghong Xia · Hanghang He · Wei Wei · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年4月
利用风能制氢是可再生能源的重要应用方向，但风电的波动性给风机与电解槽的协调控制带来挑战。本文提出了一种基于直流母线电压信号的风氢协调控制策略，旨在解决风氢功率失配导致的直流母线电压超限问题，实现系统的鲁棒功率平衡。
解读: 该研究关注风氢直连系统的功率平衡，与阳光电源的“风光储氢”一体化战略高度契合。在公司现有的PowerTitan储能系统及电解槽电源产品线中，直流母线电压的稳定控制是实现高效制氢的核心。该鲁棒控制算法可优化阳光电源制氢电源（如PEM/碱性电解槽电源）的动态响应能力，减少对电网的冲击。建议研发团队将此控...
一种支持宽电压范围运行的高功率MVAC-LVDC整流器
A High-Power MVAC-LVDC Rectifier Empowering Wide Voltage Range Operation
Ning Wang · Binbin Li · Yulong Wang · Yingzong Jiao 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
在铁路系统、数据中心、电动汽车充电站和氢电解槽等各类应用中，对直流电力负载的需求不断增加，这就需要高效的整流器，能够将中压交流（MVac）转换为低压直流（LVdc），同时适应较宽的直流电压范围。本文提出了一种新型大功率中压交流 - 低压直流整流器，该整流器集成了子模块（SM）臂、晶闸管、单片式中频变压器（MMFT）和二极管桥。子模块臂能够精确控制晶闸管换相、中压交流电流和直流电流，同时在中压交流侧和低压直流侧都保持较高的波形质量。通过调节臂电压，该整流器可实现从零到额定值的宽直流电压范围。与传统...
解读: 从阳光电源的业务布局来看，这项MVac-LVdc整流技术与公司在储能系统、电动汽车充电和氢能业务的战略方向高度契合。该技术通过创新性地整合子模块臂、晶闸管、单体中频变压器和二极管桥，实现了中压交流到低压直流的高效转换，特别是其宽电压范围调节能力（从零到额定值），这对我们的多场景应用具有重要价值。 ...
风力发电机直接驱动电解制氢的自适应功率协调控制
Adaptive Power Coordination Control for Electrolysis Hydrogen Directly Driven by Wind Turbines
Hanghang He · Yanghong Xia · Limin Li · Qifan Feng 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
针对风电与电解槽耦合系统中的功率协调难题，本文提出了一种自适应功率协调控制方法。通过设计风力发电机的动态电压-转速下垂控制，实现了风电波动下的平滑功率调节，有效提升了风氢耦合系统的运行效率与稳定性。
解读: 该技术对阳光电源的风光储氢一体化战略具有重要参考价值。阳光电源在风电变流器及电解槽电源领域已有布局，本文提出的动态下垂控制策略可优化风电制氢系统的功率平滑与响应速度。建议将此控制算法集成至iSolarCloud平台，以提升风氢耦合系统的协同调度能力。此外，该研究可指导公司下一代大功率制氢电源的拓扑优...
基于谐振扩张状态观测器的混合燃料电池系统鲁棒电压控制
Robust Voltage Control With Resonant Extended State Observer for Hybrid Fuel Cell System
Shengrong Zhuo · Shudan Jin · Xinyu Liu · Hao Bai 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年5月
混合燃料电池系统的母线电压调节至关重要。然而，系统中存在诸如电化学阻抗谱测试引入的励磁电流等多种扰动，导致电压波动。为此，本文提出了一种基于谐振扩张状态观测器（RESO）的鲁棒电压控制器，以有效抑制扰动并提升系统稳定性。
解读: 该研究提出的RESO控制策略在抑制复杂扰动、提升母线电压稳定性方面具有显著优势。对于阳光电源的氢能业务（如电解槽电源系统）及储能变流器（PCS）产品线，该算法可有效应对电网侧或负载侧的动态扰动，提升系统在复杂工况下的鲁棒性。建议研发团队关注该观测器在PowerTitan等大型储能系统直流侧电压控制中...
一种用于提高电解水制氢效率的低成本高电网电流质量新型大功率混合整流器
A Novel High Power Hybrid Rectifier With Low Cost and High Grid Current Quality for Improved Efficiency of Electrolytic Hydrogen Production
Xin Meng · Maolin Chen · Mingzhi He · Xueqing Wang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年4月
本文提出了一种用于大功率电解水制氢的新型三相混合整流拓扑及控制方法。该拓扑由主整流器（六脉冲晶闸管SCR）和辅助变换器（PWM电压源变换器及移相全桥变换器）组成。SCR承担大部分功率传输，辅助变换器用于补偿电流谐波并优化整流质量，从而在降低成本的同时提升系统整体效率。
解读: 该技术对阳光电源的绿电制氢业务具有重要参考价值。目前阳光电源的电解槽电源系统（如SEP系列）多采用大功率整流技术，该混合拓扑通过SCR与PWM变换器的结合，在保证大功率输出的同时优化了电网侧谐波，有助于降低制氢系统的整体BOM成本并提升电能质量。建议研发团队评估该拓扑在兆瓦级制氢电源中的应用潜力，特...
燃料电池应用中交错Boost变换器基于信号诊断的容错控制实验验证
Experimental Validation of Fault-Tolerant Control With Signal-Based Diagnosis Approach for Interleaved Boost Converter in Fuel Cell Applications
Meryem Benzine · Issam Salhi · Arnaud Gaillard · Fei Gao · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年6月
本文针对氢能汽车中燃料电池DC/DC升压变换器的可靠性问题，提出了一种基于信号诊断的容错控制策略。通过采用交错并联架构，在变换器发生故障时确保服务的连续性。研究通过实验验证了该方法在提升功率变换器容错能力方面的有效性，对保障燃料电池系统稳定运行具有重要意义。
解读: 该研究关注燃料电池DC/DC变换器的容错控制与故障诊断，与阳光电源在氢能业务（如电解槽电源）及电动汽车充电桩业务具有技术关联性。交错并联技术（Interleaved）是提升大功率变换器效率与可靠性的核心手段，其容错控制策略可借鉴至阳光电源的储能变流器（PCS）及大功率充电模块设计中，以提升系统在极端...
一种用于燃料电池发电系统的交替移相控制高升压DC-DC变换器
A High Step-Up DC to DC Converter Under Alternating Phase Shift Control for Fuel Cell Power System
Longlong Zhang · Dehong Xu · Guoqiao Shen · Min Chen 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年3月
本文研究了一种用于燃料电池系统的双相交错Boost变换器新型PWM方案。该方案结合了交替移相（APS）控制与传统交错PWM控制，在轻载下通过APS控制降低开关管电压应力，同时利用传统交错控制保持优良的性能。
解读: 该研究提出的交替移相控制技术主要针对燃料电池的高升压应用，对阳光电源氢能事业部的电解槽电源及燃料电池系统集成具有参考价值。通过优化DC-DC变换器的轻载效率和电压应力，可提升系统在宽负载范围内的运行可靠性。建议研发团队关注该拓扑在氢能制储一体化系统中的应用潜力，特别是如何通过改进控制策略降低功率器件...