1. 研究目的与意义（文献综述）

1.研究目的及意义（含国内外的研究现状分析）

几十年来，燃料电池一直被认为是热力发动机的替代品^[1]。与传统产能形式相比，由于燃料电池能量转换不经过燃烧过程，故不受卡诺循环的限制，能量转化效率高达 45% -60%^[2]。燃料电池是一种将储存在燃料及氧化剂中的化学能直接转变为电能的发电装置，由于清洁、高效的特点而受到广泛关注。尽管被称作电池，但燃料电池无论是其结构特点、工作原理或是管理方式均与常见的蓄电池等有着较大的不同。燃料电池的系统较为复杂，只需供给燃料及氧化剂即可维持其持续运作，并非传统意义上的电池^[3]。燃料电池主要由三部分组成：阳极、阴极和电解质，该电解质由非导电材料制成，允许电荷通过催化电极，即阳极和阴极之间，从阴极到阳极产生电，即电子通过外部电路从阳极流向阴极^[4]。不同燃料电池的燃料种类、反应机理、工作温度、应用领域存在差异，通常依据电解质的不同，燃料电池可分为: 碱性燃料电池( alkaline fuel cell，afc) 、磷酸燃料电池( phosphoric acid fuel cell，pafc) 、熔融碳酸盐燃料电池( molten carbonate fuel cell，mcfc) 、固体氧化物燃料电池( solid oxide fuel cell，sofc) 、质子交换膜燃料电池( proton exchange membrane fuel cell，pemfc)。依据工作温度不同，可将 afc 与 pemfc分为低温型燃料电池；pafc 为中温型燃料电池； mcfc与sofc则为高温型燃料电池^[5]。

质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell，pemfc)是最有前景的新型发电装置之一，由于其功率密度高、环境友好、重量轻和资源丰富等特点，已经被广泛应用于军事、交通和热电联产等领域^[4，5，6]。然而，使用寿命短、性能衰减快、维护成本高和氢气燃料贵等缺点显著阻碍pemfc的部署和商业化发展^[7，8]。为了在故障发生前预测其剩余使用寿命(remaining useful life，rul)并及时安排对燃料电池系统进行维修以延长其使用寿命，pemfc的rul预测成为亟待解决的问题。

2. 研究的基本内容与方案

2.研究的基本内容、目标、拟采用的技术方案及措施

2.1研究内容

详细了解pemfc燃料电池系统工作原理和pemfc燃料电池系统功能及组成，以及燃料电池监控系统，燃料电池安全防护系统设计的发展历程和国内外现状。通过查阅资料与文献，根据模型、数据和混合策略的pemfc预测方法对燃料电池的安全防护系统进行讨论与研究。

3. 研究计划与安排

3.进度安排

（1）查阅相关文献资料，明确研究内容，了解研究所需技术方案及措施。确定方案，完成英文翻译和开题报告； （第1周—第3周）

（2）查找并阅读文献，整理目前燃料电池安全防护系统体系架构并作分析，总结归纳国内外燃料电池安全防护系统的发展现状 ； （第4周—第5周）

4. 参考文献（12篇以上）

4.参考文献

[1]a review of fuel cell systems for maritime applications. journal of power sources 327，2016

[2]王诚. 燃料电池技术开发现状及发展趋势[j]. 新材料产业,2012,02:37-43.