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一种集成实验与数值研究的竹节形流场设计下风冷式质子交换膜燃料电池性能及传热传质动力学
An integrated experimental and numerical investigation of performance and heat-mass transport dynamics in air-cooled PEMFCs with a bamboo-shaped flow field design
Kai-Qi Zhu · Quan Ding · Ben-Xi Zhang · Jiang-Hai Xu 等8人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377
摘要 风冷式质子交换膜燃料电池（PEMFC）中复杂的传热传质耦合现象以及物理场分布不均的问题，严重影响其功率密度和水热管理性能。作为关键部件，阴极流场在燃料供给、散热以及水传输方面对风冷式PEMFC起着至关重要的作用。优化流场结构设计是应对上述挑战的关键策略。本研究提出了一种创新的竹节形流场设计，并在25 cm²的单电池中进行了实验验证，结果证明该设计能有效提升风冷式PEMFC的传热传质能力与功率密度，同时降低供气能耗。此外，还建立了三维多相数值模型，用于深入探究该流场结构下液态水、反应物和热量...
解读: 该燃料电池热质传输优化技术对阳光电源氢能业务具有重要借鉴价值。竹节型流场设计通过分段加速和涡流区优化实现5.45%功率密度提升和4.17%能效增益,其多物理场耦合仿真方法可应用于公司储能PCS的热管理优化。研究中的熵分析法和非均匀流场设计理念,可迁移至SiC功率器件散热结构设计,提升ST系列PCS和...
一种基于分数阶微分电压-容量曲线的锂离子电池健康状态估计新方法
A novel method for state of health estimation of lithium-ion batteries based on fractional-order differential voltage-capacity curve
Xugang Zhang · Xiyuan Gao · Linchao Duan · Qingshan Gong 等6人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377
准确估计锂离子电池的健康状态（SOH）对于确保电池管理系统稳定运行至关重要。特征参数（CPs）的提取是实现SOH精确预测的关键。传统的特征参数提取方法存在诸如参数数量少、特征提取困难等局限性。为解决上述问题，本研究将Caputo分数阶导数理论与电压-容量曲线相结合，引入分数阶微分电压-容量曲线用于特征参数的提取。此外，本文引入了v-支持向量机、弹性网络，并提出了闭环高斯过程回归方法，利用融合模型算法将这三个模型集成到一个融合模型中，从而提高SOH估计的精度。最后，我们设计了多组对比实验：将本文提...
解读: 该分数阶微分电压-容量曲线SOH估算技术对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan系统的BMS优化具有重要价值。通过提取更丰富的特征参数并采用融合模型算法,可显著提升电池健康状态预测精度,增强储能系统全生命周期管理能力。该方法可集成至iSolarCloud平台实现预测性维护,降低储能电站运维...
光伏驱动多级膜蒸馏系统的模型框架与性能分析：面向高效水-电协同供给
Model framework and performance analysis of photovoltaic-driven multistage membrane distillation systems for efficient water-power co-supply
Yahui Du · Jiyuan Wu · Zhihua Zhou · Yuechao Chao 等10人 · Applied Energy · 2026年5月 · Vol.410
本文构建光伏驱动多级膜蒸馏（MD）系统的耦合模型，分析其在离网/弱网场景下水-电协同供给的能效、经济性与动态响应特性，重点评估MPPT跟踪精度、PCS功率调节匹配度及系统整体能量利用率。
解读: 该研究契合阳光电源光储水多能协同战略，尤其适用于PowerTitan储能系统与SG系列组串式逆变器在缺水缺电地区的微网集成应用。建议将ST系列PCS的宽负载范围与MPPT协同控制算法嵌入MD系统能量管理模块，并基于iSolarCloud平台开发水-电联合调度功能，拓展海外海岛、干旱地区等‘光伏+制水...
基于大语言模型的家庭能源管理：动态用户偏好识别与分层数据共享
Large language model-enhanced home energy management with dynamic user preference elicitation and hierarchical data-sharing
Xunning Zhang · Yuheng Cheng · Xuanang Gui · Huan Zhao 等6人 · Applied Energy · 2026年5月 · Vol.410
本文提出一种融合大语言模型（LLM）的家庭能源管理系统，通过动态交互式偏好采集和隐私保护的分层数据共享机制，提升用户侧能源调度的个性化与协同优化能力。
解读: 该研究对阳光电源户用光伏+储能系统（如PowerStack户用版、ST5/10K系列PCS及iSolarCloud平台）具有直接应用价值。LLM可嵌入iSolarCloud智能运维平台，实现用户用电习惯自主学习与需求响应策略生成；动态偏好建模有助于优化ST系列PCS的充放电调度逻辑，提升PowerS...
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...
基于直接进气设计的质子交换膜燃料电池集成推进系统的飞行验证
The flight verification of an integrated propulsion system powered by PEMFCs with direct airflow intake design
Kehan Zhoua1 · Gonghe Zhanga1 · Haifei Bai · Yiming Wang 等8人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377
摘要 推进与动力系统对无人机（UAV）的性能至关重要。随着以质子交换膜燃料电池（PEMFC）为动力的电推进系统快速发展，无人机推进与动力系统的技术创新不断推进。本研究开发了一套1.5 kW、采用直接进气设计的PEMFC集成推进系统（北航氢-1），并在翼展为3.6 m的无人机上进行了飞行试验验证。该推进系统可直接利用螺旋桨后方的来流空气为PEMFC阴极提供反应气体和冷却作用，同时将PEMFC产生的电能用于驱动螺旋桨。推进系统中还集成了DC-DC模块和锂离子电池组，以稳定输出电压，并在起飞、过渡和降...
解读: 该PEMFC无人机推进系统的DC-DC模块与锂电池混合架构、动态分配能源管理策略,对阳光电源EV驱动系统及储能产品具有重要借鉴价值。其1.5kW燃料电池与锂电池协同工作模式,类似我司OBC充电机和储能PCS的功率调配逻辑。直接气流进气冷却设计可启发ST系列PCS的散热优化。动态响应策略可应用于Pow...
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