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公开(公告)号：CN111506999A
公开(公告)日：2020-08-07
申请号：CN202010302563.1
申请日：2020-04-17
Applicant: 华中科技大学鄂州工业技术研究院 , 华中科技大学
IPC: G06F30/20 , G06F111/10 , G06F113/08 , G06F119/14
Abstract: 本发明涉及固体氧化物燃料电池技术领域，公开了一种固体氧化物燃料电池的性能分析方法及装置，所述方法包括：将参数化的物理场与所述结构模型进行匹配，并通过所述固体氧化物燃料电池的物性参数和边界条件对所述物理场中的参数进行赋值的方式来构建仿真模型，从而实现对固体氧化物燃料电池的参数化建模，当需要对不同的固体氧化物燃料电池进行性能分析时，只需要改变对应的参数，大大减少了建模时间，灵活性高，有利于大规模计算和快速建模。
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公开(公告)号：CN105375046A
公开(公告)日：2016-03-02
申请号：CN201510789418.X
申请日：2015-11-17
Applicant: 华中科技大学
IPC: H01M8/04 , H01M8/04089 , H01M8/04298 , H01M8/10
CPC classification number: H01M8/04 , H01M8/04089 , H01M8/04298 , H01M8/10
Abstract: 本发明公开了一种固体氧化物燃料电池在外部负载功率切换时的一种安全、有效的控制方法。在系统工作于固定负载功率,进行静态分析得到最优操作点(I,BP,AR,FU)的基础上，当负载功率切换时，提出了一种解决燃料亏空和负载功率快速跟踪问题的方法，即抛物线开环双步电流预控功率切换方法。本发明有效地解决了燃料亏空问题和负载功率快速跟踪的问题，实现SOFC系统安全，高效，稳定地进行快速负载跟踪。
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公开(公告)号：CN105720286B
公开(公告)日：2018-07-06
申请号：CN201610192446.8
申请日：2016-03-30
Applicant: 华中科技大学
IPC: H01M8/10 , H01M8/04 , H01M8/04298 , H01M8/04992
Abstract: 本发明公开一种固体氧化物燃料电池系统避免燃料亏空的控制方法，包括：在系统为跟踪外部负载实现功率上升切换的过程中，通过仿真分析，在设定不同延迟时间的条件下，获得相对应的最优功率上升速率，使得系统既满足快速负载跟踪能力，又不导致燃料亏空问题；基于模型预测控制设计了功率参考轨迹，并结合功率参考轨迹，使系统的功率输出值能够快速、平滑地跟踪到目标约束轨迹，实现SOFC独立发电系统快速、安全负载跟踪的目标。本发明在系统功率切换的过程中，获得了在设定燃料延迟时间下的最优功率上升速率；并基于MPC控制方法设计了功率参考轨迹，实现功率增长速率的限制，解决了快速负载跟踪所面临的燃料亏空问题，适用于实际的工程应用。
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公开(公告)号：CN107180983A
公开(公告)日：2017-09-19
申请号：CN201710354426.0
申请日：2017-05-16
Applicant: 华中科技大学
IPC: H01M8/04664 , H01M8/12
Abstract: 本发明公开了一种固体氧化物燃料电池电堆故障诊断方法和系统，其中方法的实现包括：利用SOFC系统模型对电堆故障和电堆正常工作状态进行模拟，得到了电堆故障和电堆正常工作状态下的样本电堆参数；利用样本电堆参数训练诊断模型，得到训练好的诊断模型；采集实时电堆参数，输入训练好的诊断模型，得到电堆故障类型。本发明通过SOFC系统模型对电堆故障和电堆正常工作状态进行模拟，得到了电堆故障和电堆正常工作状态下的电堆参数，采集电堆参数输入训练好的诊断模型，得到电堆故障类型。本发明诊断模型能有效地对电堆正常工作和电堆故障类型进行诊断，其诊断结果具有较高的准确性，本发明诊断方法实用性强、辨识性高、准确性高。
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公开(公告)号：CN106814325A
公开(公告)日：2017-06-09
申请号：CN201611156775.3
申请日：2016-12-15
Applicant: 华中科技大学
IPC: G01R31/36
CPC classification number: G01R31/382
Abstract: 本发明属于燃料电池领域，并公开了一种固体氧化物燃料电池电堆内部温度分布的预测方法。该预测方法包括：(a)通过对SOFC电堆建立有限元动态模型，(b)对动态模型在稳态操作点处进行线性化处理，经过合理性的验证，(c)将线性化的电堆模型与卡尔曼滤波温度观测器结合，预测电堆内部温度分布。通过本发明，将电堆的实际总电流，入口氢气流量和入口空气流量作为输入，即可实现对实际系统电堆内部温度分布的预测，进而有效地分析和控制电堆的温度，确保电堆能够安全、稳定、长寿命运行。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN106295082A
公开(公告)日：2017-01-04
申请号：CN201610853961.6
申请日：2016-09-27
Applicant: 华中科技大学
IPC: G06F17/50
Abstract: 本发明公开了一种平板式固体氧化物燃料电池的数值模拟方法，包括如下步骤：(1)全局定义平板式固体氧化物燃料电池的性能参数；(2)根据电池内部的电池片的几何尺寸建立平板式固体氧化物燃料电池的3D仿真模型；对3D仿真模型选择所需的物理场，将已知参数输入物理场，获得具有物理场参数的3D仿真模型；(3)对具有物理场参数的3D仿真模型进行网格划分，然后进行稳态求解，得到稳态工作数据；对稳态工作数据进行后处理，获得所需的状态曲线或3D图像。本发明对SOFC进行了参数化的结构设计，实现快速建模，提高了SOFC优化设计的效率。
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公开(公告)号：CN105845962B
公开(公告)日：2019-01-18
申请号：CN201610192030.6
申请日：2016-03-30
Applicant: 华中科技大学
IPC: H01M8/2455 , H01M8/0612 , H01M8/0668
Abstract: 本发明公开了一种固体氧化物燃料电池和固体氧化物电解池联合发电系统，包括固体氧化物燃料电池电堆单元、固体氧化物电解池电堆单元、太阳能供电装置、功率变换器、燃料存储罐及相应的出入口通道及流量控制阀门、CO2捕捉存储罐及相应的出入口通道及流量控制阀门、换热器单元、空气尾气分流控制阀门、空气入口控制阀门及空气压缩机。本发明的固体氧化物电解池电堆单元能够利用外部的提供电能(如太阳能等)，在高压的环境下，将CO2和H2O转化成燃料气体CH4和H2等，因此将由固体氧化物燃料电池出来的燃料尾气和空气尾气通入电解池中，并且利用太阳能供电装置，进行反应，生成新的燃料气体，再次通入到燃料电池电堆中进行发电。
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公开(公告)号：CN105720286A
公开(公告)日：2016-06-29
申请号：CN201610192446.8
申请日：2016-03-30
Applicant: 华中科技大学
IPC: H01M8/10 , H01M8/04 , H01M8/04298 , H01M8/04992
CPC classification number: H01M8/10 , H01M8/04 , H01M8/04298 , H01M8/04992
Abstract: 本发明公开一种固体氧化物燃料电池系统避免燃料亏空的控制方法，包括：在系统为跟踪外部负载实现功率上升切换的过程中，通过仿真分析，在设定不同延迟时间的条件下，获得相对应的最优功率上升速率，使得系统既满足快速负载跟踪能力，又不导致燃料亏空问题；基于模型预测控制设计了功率参考轨迹，并结合功率参考轨迹，使系统的功率输出值能够快速、平滑地跟踪到目标约束轨迹，实现SOFC独立发电系统快速、安全负载跟踪的目标。本发明在系统功率切换的过程中，获得了在设定燃料延迟时间下的最优功率上升速率；并基于MPC控制方法设计了功率参考轨迹，实现功率增长速率的限制，解决了快速负载跟踪所面临的燃料亏空问题，适用于实际的工程应用。
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公开(公告)号：CN105845962A
公开(公告)日：2016-08-10
申请号：CN201610192030.6
申请日：2016-03-30
Applicant: 华中科技大学
IPC: H01M8/2455 , H01M8/0612 , H01M8/0668
CPC classification number: H01M8/2455 , H01M8/0631 , H01M8/0668
Abstract: 本发明公开了一种固体氧化物燃料电池和固体氧化物电解池联合发电系统，包括固体氧化物燃料电池电堆单元、固体氧化物电解池电堆单元、太阳能供电装置、功率变换器、燃料存储罐及相应的出入口通道及流量控制阀门、CO2捕捉存储罐及相应的出入口通道及流量控制阀门、换热器单元、空气尾气分流控制阀门、空气入口控制阀门及空气压缩机。本发明的固体氧化物电解池电堆单元能够利用外部的提供电能(如太阳能等)，在高压的环境下，将CO2和H2O转化成燃料气体CH4和H2等，因此将由固体氧化物燃料电池出来的燃料尾气和空气尾气通入电解池中，并且利用太阳能供电装置，进行反应，生成新的燃料气体，再次通入到燃料电池电堆中进行发电。
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公开(公告)号：CN107180983B
公开(公告)日：2020-01-03
申请号：CN201710354426.0
申请日：2017-05-16
Applicant: 华中科技大学
IPC: H01M8/04664 , H01M8/12
Abstract: 本发明公开了一种固体氧化物燃料电池电堆故障诊断方法和系统，其中方法的实现包括：利用SOFC系统模型对电堆故障和电堆正常工作状态进行模拟，得到了电堆故障和电堆正常工作状态下的样本电堆参数；利用样本电堆参数训练诊断模型，得到训练好的诊断模型；采集实时电堆参数，输入训练好的诊断模型，得到电堆故障类型。本发明通过SOFC系统模型对电堆故障和电堆正常工作状态进行模拟，得到了电堆故障和电堆正常工作状态下的电堆参数，采集电堆参数输入训练好的诊断模型，得到电堆故障类型。本发明诊断模型能有效地对电堆正常工作和电堆故障类型进行诊断，其诊断结果具有较高的准确性，本发明诊断方法实用性强、辨识性高、准确性高。
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