朱 静，武 康

（南京航空航天大学 自动化学院，南京210006）

传统化石燃料在使用过程中，会向空气排放大量CO2，SO2等温室气体， 引发温室效应， 酸雨等现象，同时还面临着储备量日益减少，能源利用率较低等问题，风能、太阳能、核能、氢能等新能源的开发利用迫在眉睫。其中，氢能源被广泛应用在航空航天、潜艇、汽车、移动设备等领域[1]，被看作当今社会最有潜力的可再生洁净能源。质子交换膜（PEM）燃料电池作为一种发展成熟应用广泛的氢能源电化学设备，通过氢气和氧气的氧化还原反应，将化学能转换为电能[1]，副产物是水，对环境的影响可以忽略不计，具有高能量密度、低污染、低噪声等优点，为建设环境友好型社会起到重要作用，受到国内外越来越多学者的关注[2-3]。然而，PEM 燃料电池大规模商用化仍面临着许多技术挑战。一方面燃料电池动力学系统较为复杂，具有多变量，非线性耦合特性，很难建立精确的数学模型；另一方面，PEM燃料电池系统的应用环境对安全性和稳定性有诸多要求，如何提高控制子系统的抗干扰性和容错性仍待进一步解决。为评估PEM 燃料电池工作状态下的性能表现，国内外普遍采用电极端供给氧气与所消耗氧气之比，即过氧比（OER）来进行衡量。过氧比数值影响燃料电池系统的安全性与性能指标，需要精确地控制在一定范围内：当OER＜1 时，电极端出现氧饥饿现象，对PEM 燃料电池产生损耗，影响电堆使用寿命；同时OER 不宜过大，否则会引起压缩机等辅助电力系统空耗，降低系统净功率。……