In this paper, the inﬂuence mechani

In this paper, the inﬂuence mechanism of proton exchange membrane hydration dynamics on the output characteristics of the commercial integrated 150 kW proton exchange membrane fuel cell (PEMFC) systems was investigated under actual operating conditions. On this basis, the control-oriented model was improved for the integrated PEMFC systems. On the one hand, the anode pressure following control and cathode backpressure regulation were equivalently modeled based on analysis of interactive control characteristics of the commercial high-power integrated PEMFC systems. On the other hand, equivalent modeling of membrane hydration dynamics inside the PEMFC stack was achieved, so as to reasonably characterize the eﬀect of liquid water saturation on the output characteristics of the commercial integrated PEMFC systems, under the premise of not signiﬁcantly affecting the model complexity.Moreover,theeﬀectivenessoftheimprovedcontrol-oriented model was also veriﬁed through comparing the simulation and experimental results. Further analyses based on the developed system model showed that, online evaluation and self-healing control of the membrane hydration condition can be realized through dynamic analyses of the system voltage and current according to the diﬀerential current injection method such that reasonable membrane hydration condition can be ensured. Furthermore, up to 3.74% enhancement in the system eﬃciency was achieved in the case of minimized membrane micro-ﬂooding, which was of great signiﬁcance to improve the service life and operation reliability of the commercial integrated PEMFC systems.

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本文研究了在实际运行条件下，质子交换膜水化动力学对商用集成150 kW质子交换膜燃料电池（PEMFC）系统输出特性的影响机理。在此基础上，针对集成式PEMFC系统改进了面向控制的模型。一方面，基于对商用大功率集成式PEMFC系统的交互控制特性的分析，等效地对阳极压力跟随控制和阴极反压力调节进行了建模。另一方面，实现了PEMFC堆内部膜水化动力学的等效模型，以便合理地表征液态水饱和度对商用集成PEMFC系统的输出特性的影响，在不显着影响模型复杂性的前提下。此外，还通过比较仿真结果和实验结果验证了有效软件控制的模型。根据开发的系统模型进一步分析表明，根据差动电流注入方法通过动态分析系统电压和电流，可以实现膜水化条件的在线评估和自我修复控制，从而可以合理地进行膜水化条件的控制。确保。此外，在最小化膜微注液的情况下，系统效率提高了3.74％，这对于提高商用集成式PEMFC系统的使用寿命和运行可靠性具有重要意义。通过比较仿真结果和实验结果，还验证了有效的软件管理模型。根据开发的系统模型进一步分析表明，根据差动电流注入方法通过动态分析系统电压和电流，可以实现膜水化条件的在线评估和自我修复控制，从而可以合理地进行膜水化条件的控制。确保。此外，在最小化膜微注液的情况下，系统效率可提高高达3.74％，这对于提高商用集成式PEMFC系统的使用寿命和运行可靠性具有重要意义。通过比较仿真结果和实验结果，还验证了有效的软件管理模型。根据开发的系统模型进一步分析表明，根据差动电流注入方法通过动态分析系统电压和电流，可以实现膜水化条件的在线评估和自我修复控制，从而可以合理地进行膜水化条件的控制。确保。此外，在最小化膜微注液的情况下，系统效率提高了3.74％，这对于提高商用集成式PEMFC系统的使用寿命和运行可靠性具有重要意义。根据开发的系统模型进一步分析表明，根据差动电流注入方法通过动态分析系统电压和电流，可以实现膜水化条件的在线评估和自我修复控制，从而可以合理地进行膜水化条件的控制。确保。此外，在最小化膜微注液的情况下，系统效率提高了3.74％，这对于提高商用集成式PEMFC系统的使用寿命和运行可靠性具有重要意义。根据开发的系统模型进一步分析表明，根据差动电流注入方法通过动态分析系统电压和电流，可以实现膜水化条件的在线评估和自我修复控制，从而可以合理地进行膜水化条件的控制。确保。此外，在最小化膜微注液的情况下，系统效率提高了3.74％，这对于提高商用集成式PEMFC系统的使用寿命和运行可靠性具有重要意义。通过根据差动电流注入方法对系统电压和电流进行动态分析，可以实现膜水化条件的在线评估和自我修复控制，从而确保合理的膜水化条件。此外，在最小化膜微注液的情况下，系统效率可提高高达3.74％，这对于提高商用集成式PEMFC系统的使用寿命和运行可靠性具有重要意义。通过根据差动电流注入方法对系统电压和电流进行动态分析，可以实现膜水化条件的在线评估和自我修复控制，从而确保合理的膜水化条件。此外，在最小化膜微注液的情况下，系统效率提高了3.74％，这对于提高商用集成式PEMFC系统的使用寿命和运行可靠性具有重要意义。

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本文在实际运行条件下，对质子交换膜水化动力学对商用集成150千瓦质子交换膜燃料电池（PEMFC）系统输出特性的影响机制进行了调查。在此基础上，改进了集成PEMFC系统的面向控制模型。一方面，在分析商用大功率集成PEMFC系统的交互控制特性的基础上，对控制后阳极压力和阴极背压调节进行了等效建模。另一方面，在不影响模型复杂的前提下，实现了PEMFC堆栈内膜水化动力学的等效建模，合理描述液态水饱和对商用集成PEMFC系统输出特性的影响。此外，通过仿真和实验结果的对比，验证了改进型控制导向模型的效果。基于开发系统模型的进一步分析表明，通过根据差速电流注入方法对系统电压和电流进行动态分析，可以实现膜水化状况的在线评估和自愈控制，确保合理的膜水化条件。此外，在最小化膜微泛洪的情况下，系统效率提高了3.74%，这对提高商用集成PEMFC系统的使用寿命和运行可靠性具有重要意义。

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在实际运行条件下，研究了质子交换膜水化动力学对商业化集成化150kw质子交换膜燃料电池（PEMFC）输出特性的影响机理。在此基础上，对集成PEMFC系统的面向控制模型进行了改进。一方面，在分析商用大功率集成PEMFC系统交互控制特性的基础上，对阳极压力跟踪控制和阴极背压调节进行了等效建模。另一方面，在不显著影响模型的前提下，实现了质子交换膜燃料电池（PEMFC）堆内膜水化动力学的等效模型，以合理表征液态水饱和度对商业化集成PEMFC系统输出特性的影响复杂性。而且,通过仿真和实验结果的比较，验证了改进的面向控制模型的有效性。基于所建立的系统模型的进一步分析表明，根据差分电流注入法，通过对系统电压和电流的动态分析，可以实现对膜水化状态的在线评价和自愈控制，从而保证合理的膜水化条件。此外，在最小化膜微流动的情况下，系统效率提高了3.74%，这对于提高商业化集成PEMFC系统的使用寿命和运行可靠性具有重要意义。<br>

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