燃料电池发动机典型故障的故障树分析

故障树分析（FTA）作为系统可靠性、安全性设计与评估的重要方法,用图形演绎的方法表示出系统故障可能原因之间的逻辑关系.本文结合文献中燃料电池故障的分析与实际FCE的结构,对燃料电池汽车（FCV）中的燃料电池发动机（FCE）的典型故障进行分析,旨在为FCE可靠性分析提供有效方法.     

车用燃料电池发动机控制系统与协调控制研究

介绍了燃料电池发动机的基本结构和特点,设计了实用的控制系统,并阐述了各个子系统的工作原理和控制策略,根据其自身特性和运行工况,提出了燃料电池发动机各子系统的协调控制方法,获得了较好的控制效果。     

燃料电池发动机冷启动控制的蚂蚁算法研究

本文将蚂蚁算法应用于燃料电池发动机冷启动控制问题，以暖机时间（升温至正常工作温度）最短和提高燃料电池发动机的系统整体燃料效率为目标．通过对某型燃料电池轿车发动机的测试，采用蚂蚁算法运行时，不仅明显提高了燃料电池发动机的系统整体燃料效率，而且其暖机时间也得到了明显缩短．     

航空发动机结构故障统计分析方法研究

针对航空发动机系统可靠性设计问题，建立故障时间分布的概率统计分析方法，编制故障时间数据处理计算机程序，该程序可用五种以上常用寿命分布函数拟合外场及实验室故障数据，进行分布函数的假设检验及拟合择度比较，可处理全样本或任意截尾样本的外场及实验室数据，并结合航空发动机典型机型结构系统的实际设计过程来验证算法。     

燃料电池发动机空气系统特性的仿真

为提高燃料电池发动机效率,需对其空气系统进行研究和优化.针对现有单级增压空气系统的不足,提出了两种采用涡轮增压器的复合式增压空气系统方案(串联式和并联式),建立了仿真模型从压力和过量空气系数这两个关键参数的角度进行对比研究.结果表明,两种复合式增压空气系统方案均能有效提升发动机整体效率和最大净输出功率,其中整体效率可提升5个百分点,最大净输出功率可提升15%, 且串联式方案比并联式方案更具效率优势.     

基于电流调节的燃料电池发动机过氧比波动研究

当前质子交换膜燃料电池发动机（系统）的空气端控制主要采用前馈/反馈控制结构,这一控制策略会在电流急剧变化时导致过氧比的剧烈波动,从而影响燃料电池的“健康状况”.针对这一问题,提出了对电流进行调节以缓解过氧比波动.通过给定的电流工况,研究了电堆拉取电流调节最优的一阶动态环节时间常数.仿真结果表明,该时间常数的选择取决于动、静态2大因素的选取.动态因素为电流的变化幅值和初始值,静态因素为空压机的转动惯量及在车内的安装位置（或进气歧管体积）.     

基于统计模型的燃料电池发动机健康状态估计

燃料电池发动机(Fuel Cell Engine,FCE)结构复杂,维修成本高,对其做健康状态估计可有效降低故障率及维修成本.本文介绍了一种统计模型,通过FCE系统关键参数定义工况,用其它参数建立各工况的统计模型.对于实时样本数据,先根据关键参数用判别法确定工况,再将其它参数输入对应工况的统计模型,用基于马氏距离的方法计算样本偏离该工况的距离,以距离为依据结合概率论相关知识确定该样本时刻FCE系统的健康状态等级.最后以FCE历史运行数据模拟实时数据验证了该方法的可行性.     

车用大功率燃料电池发动机动力系统平台

为了测试城市客车用燃料电池发动机的性能,开发了200 kW燃料电池发动机动力系统平台。该平台采用了水阻负载结合电动负载的组合式负载结构。其中,电动负载由DC/DC变换器、感应电动机和测功机组成,可以模拟车用燃料电池发动机实际工况。该文研究了平台的部件匹配及保护问题,建立了车用燃料电池发动机的试验工况。实验结果表明该平台可以满足大功率车用燃料电池发动机的性能测试需求。     

基于模糊故障树的燃料电池发动机氢安全

针对燃料电池发动机的安全可靠性,分析了氢安全和电安全的基本要求及其影响因素,重点从氢安全角度建立了以氢气泄露为顶事件的故障树模型.考虑到底事件和中间事件发生故障概率的模糊性和不确定性,将模糊数学和故障树分析法相结合,对底事件的故障概率进行模糊化并计算了顶事件发生的模糊概率;然后,采用模糊数中值法进行了各底事件的模糊重要度分析,找出了燃料电池发动机安全性的薄弱环节并提出了相关整改措施.研究结果表明,该方法较之传统故障树分析法实用、有效,对提高燃料电池发动机的可靠性与安全性设计具有指导作用.     

基于联合卡尔曼滤波器的燃料电池传感器故障检测与容错研究

介绍了基于多传感器信息融合技术的联合卡尔曼滤波器的结构和算法,并将此方法运用于燃料电池发动机多传感器的复杂系统中．理论分析与仿真结果表明,该联合卡尔曼滤波器设计合理,其融合算法具有全局最优性,能够有效地对燃料电池发动机传感器的故障进行检测,改善了系统的容错能力和复原能力,提高了系统运行的稳定性．     

燃料电池发动机优化控制的建模与蚂蚁算法研究

以某燃料电池发动机为原型,将神经网络辨识方法应用到其非线性系统的建模中.仿真结果表明,方法可行,建立的模型精度较高.在此模型的基础上,为了缩短发动机在常温启动时的暖机时间(升温至正常工作温度范围)和提高其输出功率以及在高温怠速加速时,保持其升温的平稳性和缩短达到额定输出功率的时间,将蚂蚁算法应用于发动机的优化控制问题.最后通过对模型的测试,采用蚂蚁算法优化后的控制方法基本达到了要求目标,与传统PID控制方法相比较,显示了其优越性.     

基于MATLAB的汽车发动机加工自动化线可靠性研究

针对汽车发动机加工自动线可靠性的研究.以故障发生间隔周期和维修时间作为汽车发动机加工自动线的可靠性分析指标,通过Matlab软件对故障发生间隔周期模型构建与数据处理,并得出结论:平均的零故障周期为585h,平均的维修时长1.85h[1],满足发动机加工自动线的工艺技术参数要求.     

燃料电池发动机综合性能评价工具——FCE-CPET

主要开发了一种燃料电池发动机综合性能评价软件,该软件采用C#开发语言,根据燃料电池发动机的试验数据以及已定义的评价体系,对发动机的各项指标及综合性能进行定量评价,并可对多个燃料电池发动机的性能进行对比分析.该软件提供了一个快速、直观地评价燃料电池发动机性能的工具,具有很强的实用性.     

某型航空发动机可靠性提高途径研究

以某型航空发动机为研究对象，针对卡型直升机逐渐增多的海上训练任务对发动机可靠性提出的更高要求，以及部队反应的发动机功率不足和振动值偏大等问题，通过对某型发动机的使用可靠性与维修性进行深入研究，并结合飞行安全及补给、维护等特点，深入研究某型航空发动机的可靠性及提高途径.     

用可靠性技术确定发动机最佳大修周期

发动机气缸和活塞间隙是确定大修周期的重要依据,气缸磨损量与发动机工作时间或车辆行驶里程之间存在一定规律,本文通过探索规律,来确定发动机的最佳大修周期。     

基于故障树模型的燃料电池安全性评价

安全性是质子交换膜燃料电池的重要指标,而燃料电池最大的安全问题是质子交换膜超压破裂造成火灾或爆炸。实验构建了5 kW氢空质子交换膜燃料电池发电系统,用故障树方法对电池堆系统发生膜破裂造成火灾或爆炸等事故进行了概率评价,质子交换膜超压破裂氢气体积分数达到4.1%发生氢气火灾或爆炸的频率是4.744×1-0 6次/a,评价结果表明这个风险是可以接受的,完全满足此实验系统安全性要求。此结果可以作为论证燃料电池系统安全性的依据之一。     

军用航空发动机可靠性和寿命管理

以西方军用航空发动机可靠性和寿命管理为蓝本，阐述了可靠性和寿命管理的基本要素，并结合我国航空发动机可靠性和寿命管理的现状，讨论了我国航空发动机可靠性和寿命管理工作存在的差距和误区，指出了我国航空发动机可靠性寿命管理工作落后的根源在于管理观念落后、管理体制不健全、基础工作薄弱、标准不完善。参照西方国家的管理理念，构建和完善我国航空发动机可靠性和寿命管理是必要的，但完全照搬西方标准并不可取。正确做法是结合我国的现状，走出一条合乎国情的道路。     

CA488型发动机曲轴轴颈轴瓦耐磨寿命及可靠性研究

根据5台CA488型发动机维修过程中实测到的一组数据,运用零件的磨损规律,用数理统计的方法研究了曲轴轴颈与轴瓦磨损配合间隙与其使用寿命的关系,并提出了提高其耐磨寿命的具体措施.     

小子样条件下双路供弹机动作的可靠性评估方法

针对双路供弹机可靠性评估的难题,提出了用假设检验确定继承因子的Bayes方法,来避免可靠性评估方法中的数据融合问题.分别运用含有继承因子的Bayes方法、MML方法和LM方法对该机构的工作过程进行了可靠性评估和对比,所提方法既用到了各个单位的历史数据,又用到了系统的试验数据,提高了计算的准确性.采用仿真计算的数据,对所提方法进行了验证,验证结果表明,适当减少单元实验数据或增加历史数据组数,可有效降低系统试验成本,提高研发效率.验证方法为可靠性评估的进一步探索提供参考和依据.     

45kW质子交换膜燃料电池发动机建模与仿真

建立了较为完整的包括电堆、反应气体供应以及水热管理3个主要模块的45 kW级质子交换膜燃料电池(PEMFC)发动机数学模型.电堆电压模型引入了误差补偿项,提高了电压计算精度,并通过实验数据得到验证.选取冷却液入堆温度、空气过量系数和阴极入口空气压力为系统的操控变量,在给定电流密度下进行了电堆相关性能对操控变量的敏感性分析.仿真结果表明,为了获得较好的系统输出性能,应适当降低冷却液入堆温度,提高阴极入口空气压力;为了保持合理的电堆温度,必须有效控制该系统的水热管理系统.