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1. WO2020200214 - TEMPERATURE ACTIVE FAULT-TOLERANT CONTROL METHOD FOR PROTON EXCHANGE MEMBRANE FUEL CELL SYSTEM

Publication Number WO/2020/200214
Publication Date 08.10.2020
International Application No. PCT/CN2020/082646
International Filing Date 01.04.2020
IPC
H01M 8/04992 2016.01
HELECTRICITY
01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
8Fuel cells; Manufacture thereof
04Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
04298Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
04992characterised by the implementation of mathematical or computational algorithms, e.g. feedback control loops, fuzzy logic, neural networks or artificial intelligence
H01M 8/04701 2016.01
HELECTRICITY
01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
8Fuel cells; Manufacture thereof
04Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
04298Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
04694characterised by variables to be controlled
04701Temperature
CPC
H01M 8/04701
HELECTRICITY
01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
8Fuel cells; Manufacture thereof
04Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
04298Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
04694characterised by variables to be controlled
04701Temperature
H01M 8/04992
HELECTRICITY
01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
8Fuel cells; Manufacture thereof
04Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
04298Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
04992characterised by the implementation of mathematical or computational algorithms, e.g. feedback control loops, fuzzy logic, neural networks or artificial intelligence
Y02E 60/50
YSECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
60Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
50Fuel cells
Applicants
  • 浙江大学 ZHEJIANG UNIVERSITY [CN]/[CN]
Inventors
  • 陈剑 CHEN, Jian
  • 严驰洲 YAN, Chizhou
Agents
  • 杭州求是专利事务所有限公司 HANGZHOU QIUSHI PATENT OFFICE CO., LTD.
Priority Data
201910261414.202.04.2019CN
Publication Language Chinese (ZH)
Filing Language Chinese (ZH)
Designated States
Title
(EN) TEMPERATURE ACTIVE FAULT-TOLERANT CONTROL METHOD FOR PROTON EXCHANGE MEMBRANE FUEL CELL SYSTEM
(FR) PROCÉDÉ DE RÉGULATION DE TEMPÉRATURE ACTIVE INSENSIBLE AUX DÉFAILLANCES POUR SYSTÈME DE PILE À COMBUSTIBLE À MEMBRANE ÉCHANGEUSE DE PROTONS
(ZH) 一种质子交换膜燃料电池系统温度主动容错控制方法
Abstract
(EN)
Disclosed in the present invention is a temperature active fault-tolerant control method for a proton exchange membrane fuel cell system. First, a model of a proton exchange membrane fuel cell temperature control system is established, a system structure matrix is established for the model by means of a structural analysis method, and the system structure matrix is decomposed using Dulmage-Mendelsohn to obtain a model redundant part; and a system residual is constructed to reflect a sensor failure of the temperature control system, and active fault-tolerant control based on a sliding mode is designed on the basis of failure recognition to achieve the precise control of pile outlet temperature. The present invention solves the problem of a sensor failure of a proton exchange membrane fuel cell system temperature control model during operation, and can effectively improve the reliability and durability of the fuel cell system by applying fault-tolerant control based on the model to temperature control.
(FR)
La présente invention concerne un procédé de régulation de température active insensible aux défaillances pour un système de pile à combustible à membrane échangeuse de protons. Tout d'abord, un modèle d'un système de régulation de température de pile à combustible à membrane échangeuse de protons est établi, une matrice de structure de système est établie pour le modèle au moyen d'un procédé d'analyse structurale et la matrice de structure de système est décomposée à l'aide de Dulmage-Mendelsohn pour obtenir une partie redondante de modèle ; et un résidu de système est construit pour refléter une défaillance de capteur du système de régulation de température, et une régulation active insensible aux défaillances basée sur un mode de glissement est conçue sur la base d'une reconnaissance de défaillance pour obtenir la régulation précise de la température de sortie de pile. La présente invention résout le problème d'une défaillance de capteur d'un modèle de régulation de température de système de pile à combustible à membrane échangeuse de protons pendant le fonctionnement et peut améliorer efficacement la fiabilité et la durabilité du système de pile à combustible par application d'une régulation insensible aux défaillances basée sur le modèle de régulation de température.
(ZH)
本发明公开了一种质子交换膜燃料电池系统温度主动容错控制方法。首先建立质子交换膜燃料电池温度控制系统的模型,通过结构分析法针对模型建立系统结构矩阵,并使用Dulmage-Mendelsohn分解系统结构矩阵,获得模型冗余部分,并构建系统余差以反映温度控制系统传感器故障,在故障识别基础上,设计了基于滑模的主动容错控制,对电堆出口温度实现精确控制。本发明解决了质子交换膜燃料电池系统温度控制模型在运行过程中的传感器失效问题,将基于模型的容错控制运用到温度控制中,可以有效提高燃料电池系统的可靠性与耐久性。
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