中国电机工程学报2024,Vol.44Issue(1) :407-426,中插34.DOI:10.13334/j.0258-8013.pcsee.222031

质子交换膜燃料电池系统故障机理分析及诊断方法研究综述

A Review on Failure Mechanism Analysis and Diagnosis for Proton Exchange Membrane Fuel Cell Systems

马睿 党翰斌 张钰奇 霍喆 李玉忍 高非
中国电机工程学报2024,Vol.44Issue(1) :407-426,中插34.DOI:10.13334/j.0258-8013.pcsee.222031

质子交换膜燃料电池系统故障机理分析及诊断方法研究综述

A Review on Failure Mechanism Analysis and Diagnosis for Proton Exchange Membrane Fuel Cell Systems

马睿 1党翰斌 1张钰奇 1霍喆 1李玉忍 1高非2
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作者信息

  • 1. 西北工业大学自动化学院,陕西省西安市 710072
  • 2. 贝尔福-蒙贝利亚技术大学,法国 贝尔福90010
  • 折叠

摘要

质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cells,PEMFC)以其高效无污染等特性在发电、交通运载以及航空航天等领域有广阔的应用前景,然而可靠性和耐久性不足等问题已成为技术瓶颈,亟需探究高效的系统故障诊断方法.该文在介绍质子交换膜燃料电池系统构成及典型故障产生机理的基础上,综述了基于模型方法、数据驱动方法、实验测试方法、融合方法等质子交换膜燃料电池系统的故障诊断方法研究进展,对各种方法进行了分析比对,并对在线诊断技术进行总结分析,最后提出质子交换膜燃料电池系统故障诊断方法发展趋势及展望,以期为其后续研究及快速商业化应用提供参考.

Abstract

The excellent performance of proton exchange membrane fuel cells(PEMFCs)makes them suitable for applications including power generation,transportation,and aerospace.However,problems such as insufficient reliability and poor durability have severely restricted its industrialization process.Therefore,it is necessary to develop fault diagnosis methods to further improve fuel cell performance.This review paper first demonstrates the PEMFC system topology and its classical faults,and then summarizes the current research progress of PEMFC fault diagnosis methods including model-based,data-driven,experimental test based,and fusion method.Meanwhile,the current research status of PEMFC system online fault diagnosis is discussed.At last,the paper gives the potential developing tendency of the fault diagnosis in the future.Overall,the paper aims to contribute to the research and massive applications of the PEMFC.

关键词

质子交换膜燃料电池/故障诊断/故障机理/模型

Key words

proton exchange membrane fuel cell/fault diagnosis/failure mechanism/model

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基金项目

国家自然科学基金项目(52007155)

国家自然科学基金项目(52377213)

出版年

2024
中国电机工程学报
中国电机工程学会

中国电机工程学报

CSTPCD北大核心
影响因子:2.712
ISSN:0258-8013
参考文献量98
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