氢燃料电池数字孪生技术的系统集成与智能管理

摘要

随着传统化石资源的大量使用，温室效应等环境问题日益突出，寻找绿色替代能源是大势所趋.在众多新能源技术中，燃料电池凭借其高效、清洁、无污染等显著优势，被视为未来能源领域的重要发展方向之一，尤其是氢燃料电池，因其在汽车等领域具有广泛的应用前景而备受关注.与此同时，随着互联网技术的飞速发展，大数据、云计算、物联网等新兴技术不断涌现并蓬勃发展.数字孪生技术作为工业互联网的重要组成部分，在多个领域得到了广泛应用.数字孪生技术通过创建物理实体的数字化副本，实现了对实体的实时监控、精准调控以及高效模拟，为燃料电池的设计、测试、运维等环节提供了全新的技术支撑.本文深入探讨了氢燃料电池的结构组成与工作原理，详细阐述了数字孪生技术的基本原理、发展历程以及在燃料电池领域的应用潜力.在研究过程中，不仅分析了将数字孪生技术应用于燃料电池热管理、水管理、气管理、耐久性管理、安全性管理、监控管理六大系统的可行性，还结合具体案例探讨了其实际应用效果.此外，还提出了一种基于数字孪生的先进燃料电池管理系统，旨在为后续氢燃料电池数字化工作提供借鉴意义.

关键词

数字孪生 / 氢燃料电池 / 电池管理系统 / 燃料电池关键技术 / 新能源汽车

基金资助

北京市科技新星计划资助项目（20230484272）; 广东省基础与应用基础研究基金资助项目（2024A1515012804）; 教育部汽车零部件先进制造技术重点实验室开放基金资助项目（2022KLMT03）; 中央高校基本科研业务费资助项目（FRF-IDRY-GD23-005）