●第 1 章 緒論 1
1． 1 新能源和可再生能源的利用與開發 2
1． 2 燃料電池概論 3
1． 2． 1 燃料電池的分類 4
1． 2． 2 燃料電池的發展歷程 4
1． 2． 3 燃料電池的結構和工作原理 5
1． 2． 4 燃料電池的優點 6
1． 2． 5 燃料電池的應用 7
1． 2． 6 燃料電池存在的問題 10
1． 2． 7 燃料電池產業發展趨勢 11
1． 3 太陽能與風能發電技術概論 12
1． 3． 1 太陽能的優點 13
1． 3． 2 太陽能的利用形式 13
1． 3． 3 太陽能資源 14
1． 3． 4 風能資源 16
1． 3． 5 太陽能光伏發電的發展歷程 17
1． 3． 6 太陽能與風能發電的發展趨勢 18
1． 4 航空航天器電源繫統概論 19
1． 4． 1 航空航天器能源 19
1． 4． 2 航空航天器電源繫統 20
1． 4． 3 航天器電源繫統的種類 24
1． 4． 4 航天器電源繫統的總體構型 24
1． 4． 5 載人航天器電源繫統的組成 25
1． 4． 6 航空器太陽能電源繫統的發展歷程 25
1． 4． 7 航空航天器電源繫統的發展趨勢 27
第 2 章 燃料電池基礎 28
2． 1 燃料電池熱力學 29
2． 2 燃料電池反應動力學 31
2． 3 燃料電池電荷傳輸 35
2． 4 燃料電池質量傳輸 37
2． 5 燃料電池熱傳輸 40
2． 6 燃料電池數學模型 41
2． 7 燃料電池表征 42
2． 8 燃料電池耐久性 43
第3 章 太陽能光伏發電技術 45
3． 1 太陽能光伏發電繫統的類型 46
3． 2 太陽能電池技術 49
3． 2． 1 太陽能電池的分類 49
3． 2． 2 硅太陽能電池結構和工作原理 50
3． 3 太陽能電池基本特性 53
3． 3． 1 硅電池等效模型 53
3． 3． 2 伏安特性曲線 54
3． 3． 3 轉換效率 55
3． 4 太陽能光伏發電電能變換技術 55
3． 4． 1 控制器變換技術 56
3． 4． 2 逆變器變換技術 58
3． 4． 3 逆變器的設計方案 66
3． 4． 4 太陽能三相全橋並網逆變器數學模型 70
3． 4． 5 太陽能三相全橋並網逆變器的控制策略 73
3． 5 太陽能電池發電 MPPT 仿真研究 74
3． 5． 1 光伏電池 Buck 電路仿真 74
3． 5． 2 干擾觀察法仿真 76
3． 5． 3 改進的干擾觀察法仿真 77
第4 章 PEMFC 輸出性能因素分析和評價方法 79
4． 1 PEMFC 輸出特性 81
4． 2 控制參數對 PEMFC 輸出性能的影響 82
4． 2． 1 溫度特性 83
4． 2． 2 壓強特性 84
4． 2． 3 流量特性 85
4． 2． 4 功率特性 87
4． 2． 5 濕度特性 87
4． 2． 6 反應氣體組分特性 88
4． 3 非控制參數對 PEMFC 輸出性能的影響 88
4． 4 PEMFC 輸出特性的評價方法 89
4． 4． 1 穩態性能指標定義 89
4． 4． 2 燃料電池輸出特性評價方法 89
4． 4． 3 燃料電池輸出特性的工程評價方法 90
第5 章 混合燃料電池電源繫統設計 92
5． 1 設計考慮和依據 93
5． 2 PEMFC 發電繫統設計 94
5． 2． 1 PEMFC 電池組 95
5． 2． 2 氫氣、空氣、氮氣和水冷卻供給繫統 96
5． 2． 3 數據采集與控制繫統 99
5． 2． 4 軟件設計 99
5． 3 UPS 的功率變換器設計 100
5． 3． 1 AC/ DC 整流器設計 101
5． 3． 2 DC/ DC 變換器設計 103
5． 3． 3 DC/ AC 逆變器設計 104
5． 3． 4 AC/ DC 充電器設計 106
5． 4 混合 PEMFC-UPS 繫統的智能網絡設計 107
5． 4． 1 混合 PEMFC-UPS 電源繫統的智能網絡設計概念 107
5． 4． 2 智能網絡化 UPS 電源管理繫統 107
5． 5 混合 PEMFC-UPS 電源繫統的實驗結果 109
5． 5． 1 實驗環境下的主要設備 109
5． 5． 2 PEMFC 發電繫統實驗結果 109
5． 5． 3 混合PEMFC-UPS 電源繫統實驗結果 113
第6 章 燃料電池建模與控制 119
6． 1 PEMFC 繫統建模 120
6． 1． 1 燃料電池建模基礎 121
6． 1． 2 PEMFC 動態氣體傳輸模型 125
6． 1． 3 PEMFC 動態熱傳輸模型 126
6． 1． 4 PEMFC 動態輸出特性模型 129
6． 1． 5 PEMFC 膜的水傳輸模型 131
6． 2 PEMFC 發電繫統的綜合智能協調控制 133
6． 2． 1 功率跟蹤控制器 134
6． 2． 2 空氣供應和溫度控制器 135
6． 2． 3 氫氣壓力控制器 138
6． 2． 4 氫氣流量控制器 138
6． 2． 5 功率切換控制器 140
6． 2． 6 電流中斷測量控制 140
6． 2． 7 故障監測專家繫統 141
6． 2． 8 新型 DC/ DC 功率變換器設計 142
6． 3 實驗測試與分析 146
第7 章 PEMFC 發電繫統的溫度控制仿真研究 151
7． 1 模糊自適應滑模變結構 PEMFC 溫度控制 152
7． 1． 1 滑模變結構控制原理 153
7． 1． 2 模糊自適應滑模變結構 PEMFC 溫度控制 157
7． 1． 3 仿真研究 164
7． 2 基於 RBF 神經網絡模型的模糊預測 PEMFC 溫度控制 166
7． 2． 1 基於徑向基神經網絡的模型辨識 167
7． 2． 2 多步遞推和模糊性能推理 169
7． 2． 3 仿真研究 172
第8 章 航空航天器混合太陽能電源繫統 175
8． 1 設計考慮和依據 176
8． 2 衛星太陽能混合電源繫統 179
8． 3 能量功率控制裝置 181
8． 3． 1 電源控制器、充電控制器和電源變換器 181
8． 3． 2 放電調節器 182
8． 3． 3 單相逆變器 182
8． 3． 4 三相逆變器 183
8． 4 電源繫統容量計算 184
8． 4． 1 太陽能電池陣列的容量計算 184
8． 4． 2 蓄電池的容量設計 187
8． 4． 3 電源逆變器的容量設計 188
8． 4． 4 電源控制器的容量設計 188
8． 4． 5 電源變換器的容量設計 189
8． 4． 6 發射角與太陽入射角 搖 189
8． 5 “陽光動力2 號冶太陽能飛機電源繫統 189
8． 5． 1 “陽光動力2 號冶概述 190
8． 5． 2 “陽光動力2 號冶電源與控制繫統 191
第9 章 航天器混合燃料電池電源繫統 194
9． 1 混合燃料電池電源控制繫統 195
9． 1． 1 燃料電池電源控制繫統 195
9． 1． 2 燃料電池 197
9． 2 “阿波羅冶飛船燃料電池電源繫統 201
9． 2． 1 燃料電池發電繫統 201
9． 2． 2 蓄電池繫統 202
9． 2． 3 配電繫統 204
參考文獻 206
名詞索引 210

本書闡述了用於航空航天器電源領域的太陽能、燃料電池和不間斷電源的基礎理論、關鍵技術、建模、失效、控制、仿真研究、設計和應用，並介紹了相關領域的**研究成果，如航空航天器混合太陽能電源繫統和航天器混合燃料電池電源繫統的結構和設計，以及這些繫統的測試結果和重要文獻等內容。
本書可為太陽能發電、燃料電池、不間斷電源和航空航天領域的學生、工程師、研究人員、教師和制造商提供航空航天器新能源混合電源繫統的設計、建模、失效、控制和仿真的入門指導，也可以作為科研人員對該項技術進行研究的參考書。