隨著人類環(huán)保意識的增強，燃料電池這一新型綠色發(fā)電裝置受到了越來越廣泛的關(guān)注。本書介紹了不同類型燃料電池的工作特性，闡述了質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)的性能優(yōu)勢與應(yīng)用前景；分析了PEMFC的物理結(jié)構(gòu)與“氣-水-熱-電”運行機理；建立了以電化學、流體力學、熱力學為基礎(chǔ)的PEMFC電堆多物理域模型，對模型進行了參數(shù)敏感性分析；構(gòu)建了包含空氣供應(yīng)、氫氣供應(yīng)、水熱管理、電能變換等輔助外圍設(shè)備的PEMFC系統(tǒng)模型，設(shè)計了系統(tǒng)多輸入/多輸出控制方法，對PEMFC的不同系統(tǒng)進行管理控制并進行了相關(guān)試驗驗證；開展了PEMFC老化預(yù)測、故障診斷以及容錯控制等健康管理方面的研究，明晰了老化與故障機理并提取相關(guān)影響因子，提出了高精度的老化預(yù)測方法，完成了故障類型的在線識別及診斷，針對不同的健康狀態(tài)進行容錯控制，基于系統(tǒng)臺架對健康性能進行測試評估；以車/航空用PEMFC混合動力系統(tǒng)的能量管理為背景，以系統(tǒng)運行安全、壽命提升、效率優(yōu)化、能耗最小等為研究對象，制定并執(zhí)行了不同類型的能量管理策略，并對比了不同策略下的系統(tǒng)輸出特性和運行差異。