全部
燃料电池（FC）是本书的研究重点。它是一种电化学发电机，将燃料（氢）和氧化剂（空气中的氧）之间反应的化学能转换成电、热和水，可用于固定或移动式电源或交通运输。为了实现无碳排放交通运输，将氢能载体与燃料电池相结合已成为一种日益成熟的解决方案。本书重点介绍了燃料电池系统及应用，燃料电池混合动力技术、故障诊断和预测等内容，以质子交换膜燃料电池为切入点，根据法国国家科学研究中心氢燃料电池测试平台和实际应用系统（尤其是氢燃料电池电动汽车整车）的实测数据，对一些研究方法进行了系统性评估，使读者可以逐步了解相关的效益、研究方法和应对策略，比如研究需求是什么、氢燃料电池的特殊限制条件是什么、有哪些可行的方法、原理是什么、可选择哪种测试方法以及预期结果是什么等。本书可为从事氢燃料电池系统集成研发工作的工程师和研究人员提供借鉴和参考。
Copyright IEEE Ltd 2018.
All Rights Reserved.This translation published under license.Authorized translation from the English language edition,entitled Hybridization, Diagnostic and Prognostic of Pem Fuel Cells,ISBN:978-1-786-30167-3,by Samir Jeme,Published by IEEE Ltd and John Wiley & Sons.No part of this book may be reproduced in any form without the written permission of the original copyrights holder.
本书中文简体字版由Wiley授权机械工业出版社出版。未经出版者书面允许，本书的任何部分不得以任何方式复制或抄袭。版权所有，翻印必究。
序
引言
第1章燃料电池：氢能革命之路
1.1概述
1.2能源：全球视角
1.2.1传统的能源模式
1.2.2能源结构脱碳的解决方案
1.3氢能载体及制氢技术
1.3.1化石能源制氢
1.3.2电解水制氢
1.3.3生物质制氢
1.3.4储氢
1.4燃料电池及其应用
1.4.1燃料电池简史
1.4.2燃料电池的复兴
1.4.3燃料电池的应用
1.5本章小结
第2章从燃料电池单体到系统
2.1概述
2.2交通运输和固定供能领域的燃料电池技术
2.2.1燃料电池技术介绍
2.2.2燃料电池工作原理
2.2.3燃料电池技术对比
2.3系统分析
2.3.1辅助装置
2.3.2系统架构
2.4燃料电池系统的局限性
2.5本章小结
第3章混合动力发动机
3.1概述
3.2混合电源
3.2.1面向交通领域的混合动力
3.2.2混合动力系统的能源管理
3.3燃料电池发电机的混动技术
3.3.1小波变换法在能量管理中的应用
3.3.2ARIMA模型在能量管理中的应用
3.3.3NARNN在能量管理中的应用
3.3.4自适应NARNN和自适应ARIMA的比较
3.4其他混合动力发动机技术
3.4.1系统的拓扑结构及模型
3.4.2能量管理策略
3.4.3二型模糊逻辑与模糊控制器的优化
3.4.4仿真结果
3.5本章小结
第4章燃料电池发动机的故障诊断和预测
4.1概述
4.2燃料电池及其系统的性能衰减现象
4.2.1可逆衰减与不可逆衰减
4.2.2燃料电池组件的衰减
4.2.3燃料电池的衰减机理
4.2.4燃料电池系统的故障
4.3燃料电池故障诊断
4.3.1用于燃料电池的故障诊断方法
4.3.2已开发的故障诊断方法
4.3.3基于k-NN方法的诊断结果
4.3.4基于小波变换方法的诊断结果
4.3.5基于其他诊断方法的结果
4.4燃料电池的故障预测
4.4.1从故障预测到PHM
4.4.2故障预测方法的开发
4.4.3ANFIS方法的预测结果
4.4.4基于ESN方法的预测结果
4.5本章小结
总结和结论
参考文献
能源专家通常会使用“丰富、可持续、可再生、环境友好、易获取和易利用”等术语来描述未来的理想能源。氢能够满足以上所有要求。因此，人们自然而然且合乎逻辑地将氢能视作未来能源的组成部分并且具有重要意义。但不巧的是，氢在地球上很少以H2分子的形式存在，必须通过特定的生产方式获取。以此方法获取的氢被称为“氢能载体”，它与电能载体形成天然的对偶关系（通过水电解制氢或氢燃料电池发电可以实现两种能量载体的相互转化）。这种对偶性使得氢的利用变得格外容易，并且借助氢的这种固有特性能够降低整条能源利用链对环境的影响（实际上，氢可以且应该在不使用化石燃料的情况下进行生产）。“氢能源”作为常用术语，其中“能源”二字已经清楚地表明了氢的重要作用。
在当前迅速发展的能源变革中，能源载体形式与技术、经济和社会效益息息相关，包括氢能利用在内的颠覆性技术很值得深入研究。萨米尔·杰梅（Samir Jeme）博士在该领域有近20年的丰富研究经验，也是该领域的佼佼者。他根据自身研究成果，阐明了氢燃料电池要达到技术成熟且形成具备充分竞争力的商业产品时，所需解决的主要科学问题。
本书重点介绍了氢能发电机的混合动力、健康状况（故障诊断）及寿命预测等内容，总结了近年来取得的大量科研成果。其中，基于人工智能方法进行电化学发电机的健康状态诊断与剩余寿命预测，采用先进信号处理方法实时控制氢燃料电池的能量流动等方面的优势技术，值得被重点关注。
尽管氢燃料电池系统较为复杂，但本书对于初学者而言仍具有较高的学习和参考价值。读者可以逐步了解相关的效益、研究方法和应对策略（包括研究需求是什么、氢燃料电池的特殊限制条件是什么、有哪些可行的方法、原理是什么、可选择哪种测试方法、预期结果是什么）。同时，为方便读者深入开展特定领域的研究，本书还提供了丰富的参考文献。本书使用来自氢燃料电池测试平台以及完整实际应用系统（尤其是氢燃料电池电动汽车整车）的实测数据，相应方法均已进行了系统性评估。
本书将科学理论与工程实践有机结合，对在环保固定式应用及清洁交通领域从事氢燃料电池系统集成研发工作的工程师和研究人员来说，这都是一本必不可少的参考资料。
丹尼尔·希塞尔（Daniel HISSEL）教授
弗朗什-孔泰勃艮第大学
FEMTO-ST研究所（法国国家科学研究中心）
法国国家燃料电池实验室（法国国家科学研究中心）
法国贝尔福2018年5月
装 帧：平装-胶订
开 本：16开
纸 张：纯质纸
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