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公开(公告)号：CN116534259A
公开(公告)日：2023-08-04
申请号：CN202310297972.0
申请日：2023-03-24
申请人： 南京航空航天大学 , 中国航空发动机研究院
摘要： 本发明公开了一种用于飞机主动力的SOFC混合动力系统的能量管理方法，可以解决混合动力系统中SOFC启动时间过长、变功率响应速度过慢、单一动力输出功率无法达到飞机起飞和爬坡等不同工况下变功率需求的问题。该混合动力系统可根据飞机的功率需求、锂电池的允许充电功率、SOFC的最大输出功率，主动控制燃料电池‑燃气轮机‑锂离子电池混合动力系统(SOFC‑GT‑LB)的输出功率，提高了动力装置效率和系统的可靠性，也保证了动力系统能够快速响应飞机飞行各阶段功率需求的变化；该混合动力系统可以在飞机巡航等低功率需求阶段为锂电池充电，以降低携带锂离子电池的重量，得到轻质、高效和可靠的航空用动力系统。
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公开(公告)号：CN118527066A
公开(公告)日：2024-08-23
申请号：CN202410703709.1
申请日：2024-06-03
申请人： 南京航空航天大学
摘要： 本发明公开了一种适用于高碳燃料重整制氢的反应器及其控温方法，包括外套管和内套管，起到保护和保温的作用的外套管设置在内套管外侧，且外套管和内套管组成同心圆结构；在内套管内部安装一组反应管，在反应管内设有催化剂，反应管顶部和底部均装有石英棉和石英砂；内套管下端安装催化剂挡板、上部设有热电偶套管；在内套管外对应两侧均布置有加热炉。本发明适用于煤油和柴油等高碳燃料的重整反应，通过将催化剂分为低温前端和高温后端，使得各燃料重整温度呈现良好的梯度分布，不仅避免了高碳燃料的直接结焦和积碳，而且延长了催化剂的寿命和活性，解决了传统重整制氢反应器需要额外通入氢气的问题。
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公开(公告)号：CN110920915B
公开(公告)日：2021-06-15
申请号：CN201911301608.7
申请日：2019-12-17
申请人： 南京航空航天大学
IPC分类号： B64D37/34
摘要： 本发明公开了一种飞机燃油系统自适应热管理控制装置及方法，属于飞机综合一体化热/能量技术领域。该方法首先以燃油系统中换热器热边出口温度为控制目标，通过PID控制、模糊PID控制、改进的量子微粒群优化模糊PID控制，确定响应时间快，超调量较小的最优控制方法；其次，以飞机发动机实时耗油量为控制目标，在满足发动机耗油量前提下，尽量减少燃油作为热沉的消耗。研究通过MATLAB/Simulink仿真验证模型及算法。本发明所设计的燃油系统模型能够根据发动机耗油量，在满足换热器热边出口温度控制的前提下自适应调控阀门开度，合理分配燃油流向，做到燃油的高效循环使用。
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公开(公告)号：CN111129548A
公开(公告)日：2020-05-08
申请号：CN201911372127.5
申请日：2019-12-27
申请人： 南京航空航天大学
IPC分类号： H01M8/04298 , H01M8/04701 , H01M8/04992
摘要： 本发明公开了一种改进粒子群优化模糊PID燃料电池温度控制方法，包括以下步骤：基于MATLAB/Simulink仿真平台建立燃料电池动态模型，通过该燃料电池动态模型得到燃料电池的输出功率及相应的温度；针对所述的燃料电池动态模型设计模糊PID温度控制器，利用控制器对期望温度值和实际温度值得误差、误差变化率进行控制得到模糊PID温度控制器的参数调整量；采用改进的粒子群算法对模糊PID温度控制器中的量化因子和比例因子进行优化；将优化的量化因子和比例因子赋值给模糊PID温度控制器，从而实时控制燃料电池温度。本发明利用改进的粒子群优化模糊PID控制，控制策略根据控制经验规则设定，具有鲁棒性强、响应速度快等优点，确保PEMFC电堆维持在固定温度。
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公开(公告)号：CN118289711B
公开(公告)日：2024-10-08
申请号：CN202410720486.X
申请日：2024-06-05
申请人： 南京航空航天大学
IPC分类号： C01B3/32 , H01M8/04298 , H01M8/0612 , H01M8/04082 , C01B3/34
摘要： 本发明公开了一种宽范围燃料适应性一体化重整发电试验系统，包含燃料供应子系统、催化重整子系统、氢气提纯子系统、发电子系统和测试监控子系统；燃料泵和输油泵通过蒸发器、重整器与水汽变换反应器连接，水汽变换反应器通过第一气液分离器与变压吸附装置连接，变压吸附装置通过氢气缓冲罐与燃料电池电堆连接，气相色谱仪通过第三气液分离器与重整器连接、通过第二气液分离器与水汽变换反应器连接。本发明可以利用多种燃料资源来生产电力，突破了传统单一燃料重整发电系统范畴的限制，保证了电力供应的可靠性，摆脱了对特定燃料的依赖，增强了地区的能源安全性，提高了能源供应的灵活性。
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公开(公告)号：CN118221073B
公开(公告)日：2024-09-24
申请号：CN202410620556.4
申请日：2024-05-20
申请人： 南京航空航天大学
IPC分类号： C01B3/34 , H01M8/0612 , H01M8/0662 , H01M8/04082 , H01M8/04014 , H01M8/04089
摘要： 本发明公开了一种耦合PEMFC发电及天然气现场重整制氢的综合余热利用系统，包括天然气重整制氢子系统，PEMFC发电子系统和供热子系统；重整制氢子系统包括天然气重整制氢反应器、高温/低温水汽变换反应器、氢分离钯膜装置、天然气预热器、水蒸发器、换热器、冷却器；PEMFC发电子系统包括燃料电池电堆；供热子系统包括燃烧室和余热回收装置。燃烧后的出口高温尾气依次经过水蒸发器、天然气预热器、重整反应器后，与电堆进口空气换热，提高了电堆进口气体温度，降低了燃烧室出口尾气温度；尾气经过冷却水换热后，温度再次降低后排入环境中。本发明不仅实现了现场制氢发电，提供了制氢子系统所需的热量，而且通过热回收装置提高了系统的热效率。
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公开(公告)号：CN118278223B
公开(公告)日：2024-07-30
申请号：CN202410706914.3
申请日：2024-06-03
申请人： 南京航空航天大学
IPC分类号： G06F30/20 , G16C20/10 , G06F113/04 , G06F119/08
摘要： 本发明公开了一种用于燃料重整发电系统的联合仿真求解方法，通过采用Aspen Plus和MATLAB/Simulink联合仿真的求解方法，利用燃料电池功率迭代、重整产氢迭代、燃烧供热迭代和燃烧烟气温度迭代四个核心迭代过程，根据不同燃料和系统发电功率，求解出系统的进口燃料流量、产氢量、供热量以及系统效率等性能指标。本发明阐明了燃料重整制氢子系统和燃料电池发电子系统之间的耦合机制，解决了传统建模方法单一且精确度较差的问题。
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公开(公告)号：CN117374319A
公开(公告)日：2024-01-09
申请号：CN202311372588.9
申请日：2023-10-23
申请人： 南京航空航天大学
IPC分类号： H01M8/04082 , H01M8/04089 , H01M8/04701
摘要： 本发明公开了一种改善直接氨燃料电池电极上温度分布的氨气进气管，在管式固体氧化物燃料电池的氨气进气管上打孔，并在氨气进气管内部放置氨分解催化剂。本发明能有效地改善直接氨固体氧化物燃料电池电极上的温度分布，进而提高直接氨固体氧化物燃料电池的工作寿命和工作稳定性。
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公开(公告)号：CN115832355A
公开(公告)日：2023-03-21
申请号：CN202211431851.2
申请日：2022-11-16
申请人： 南京航空航天大学
IPC分类号： H01M8/04014 , H01M8/04007
摘要： 本发明公开了用于大功率燃料电池冷启停的热管‑翅片复合换热结构，包括左右两个对称的气道，两个所述气道的上下端均连接有固定支撑板，两个所述气道的一侧、所述固定支撑板内均设有翅片组，两个所述气道之间设有大功率燃料电池，所述大功率燃料电池和两个所述气道均通过多根热管连接，其中左边所述翅片组的一侧还设有风机。热管起双效传热作用，电堆冷启动时，通过热管‑翅片的复合结构向电堆供热；电堆运行时，热管接触导热和翅片散热相结合，为电堆散热。双侧热管‑翅片一体化结构，实现冷启动供热和运行时散热双功能换热，热管将热交换从电池的内部转移到电池的外部，翅片扩大了热交换面积，并优化空气分布，保证电堆的稳定运行。
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公开(公告)号：CN114665120A
公开(公告)日：2022-06-24
申请号：CN202210228846.5
申请日：2022-03-10
申请人： 南京航空航天大学
IPC分类号： H01M8/04007 , H01M8/04082 , H01M8/04119 , H01M8/0612 , H01M8/2425 , F02C6/00
摘要： 本发明公开了一种基于多型燃料的SOFC‑GT混合发电系统，该系统包括空气供应单元，燃料供应单元，换热器单元，燃料电池电堆单元和燃气轮机单元。空气供应单元向换热器单元供应空气，空气经过换热单元加热后进入燃料电池阴极；燃料供应单元将燃料传输至燃料电池阳极进行电堆反应，阳极反应产物中的水蒸气通过膜分离装置分离并进入混合器，其余通入燃烧室中和燃料供应单元提供的燃料一起进行燃烧，燃烧产物与热能用于预热系统和驱动燃气轮机单元产生电能并输出。本发明通过该系统可以使用多种燃料作为能量源，适用范围广，同时可以提高能量的利用率，提高了系统的功率‑重量比，使其在航空航天领域的应用成为可能。
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