近日，我校機(jī)械工程學(xué)院教師劉忠勇博士在國際著名期刊《Applied Energy》（中科院一區(qū)，TOP期刊，影響因子10.1）上以第一作者、銅陵學(xué)院為第一單位發(fā)表研究論文“Toward Low-data and Real-time PEMFC Diagnostic: Multi-Sine Stimulation and Hybrid ECM-informed Neural Network”。

（論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2025.125959）

本文針對質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFC）故障診斷中實時性不足、可解釋性差及數(shù)據(jù)依賴性強(qiáng)的問題，提出了一種混合等效電路模型驅(qū)動的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（V-ECM）。通過弛豫時間分布（DRT）設(shè)計多頻正弦激勵信號，將電化學(xué)響應(yīng)電壓采集速度提升15倍，實現(xiàn)秒級實時監(jiān)測；同時將等效電路模型的物理約束融入神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)損失函數(shù)，構(gòu)建機(jī)理與數(shù)據(jù)雙驅(qū)動的診斷框架，在僅需1/10訓(xùn)練數(shù)據(jù)量的條件下實現(xiàn)90%以上的故障識別精度。該方法突破傳統(tǒng)深度學(xué)習(xí)對大數(shù)據(jù)集的依賴，首次實現(xiàn)電化學(xué)反應(yīng)過程動態(tài)特征的透明化解析，為新能源汽車、分布式能源等場景提供高精度、低成本的實時診斷方案。

據(jù)悉，劉忠勇為機(jī)械工程學(xué)院專職教師，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)博士（后），副教授。從事新能源汽車電化學(xué)動力電源狀態(tài)監(jiān)測及故障機(jī)理研究，主持國家自然科學(xué)青年基金項目、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)青年創(chuàng)新基金項目，以研究骨干身份參與國家自然科學(xué)基金面上項目、安徽省重點研發(fā)專項以及國家電網(wǎng)公司科技項目等，發(fā)表SCI/EI論文近30篇，授權(quán)/公開發(fā)明專利4項，曾獲中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)優(yōu)秀博士論文、日內(nèi)瓦國際發(fā)明展金獎、安徽省電子學(xué)會電子信息科技進(jìn)步一等獎、安徽省普通高等學(xué)校優(yōu)秀畢業(yè)生等。

撰稿：孫建  審稿：孫玉永 張靜波 張少伍