A Review of physics-based and data-driven models for real-time control of polymer electrolyte membrane fuel cells
Notice bibliographique
Résumé
The real-time model-based control of polymer electrolyte membrane (PEM) fuel cells requires a computationally efficient and sufficiently accurate model to predict the transient and long-term performance under various operational conditions, involving the pressure, temperature, humidity, and stoichiometry ratio. In this article, recent progress on the development of PEM fuel cell models that can be used for real-time control is reviewed. The major operational principles of PEM fuel cells and the associated mathematical description of the transport and electrochemical phenomena are described. The reduced-dimensional physics-based models (pseudo-two-dimensional, one-dimensional numerical and zero dimensional analytical models) and the non-physics-based models (zero-dimensional empirical and data-driven models) have been systematically examined, and the comparison of these models has been performed. It is found that the current trends for the real-time control models are (i) to couple the single cell model with balance of plants to investigate the system performance, (ii) to incorporate aging effects to enable long-term performance prediction, (iii) to increase the computational speed (especially for one-dimensional numerical models), and (iv) to develop data-driven models with artificial intelligence/machine learning algorithms. This review will be beneficial for the development of physics or non-physics based models with sufficient accuracy and computational speed to ensure the real-time control of PEM fuel cells.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,002 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,002 | 0,003 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,002 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 0,002 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».