综述：CoSe2基电催化剂在氧析出反应中的最新进展、挑战与展望

这篇综述创新性地提出基于泥环算法（MRA）的能源管理策略（EMS），用于优化燃料电池（FC）-超级电容（SC）-电池混合系统的氢耗控制。通过多分辨率自适应机制实现全局/局部搜索动态平衡，在MATLAB/Simulink仿真中取得19.4647克最低氢耗和85.67%最高效率，显著优于灰狼优化（GWO）等对比算法，为航空应急电源系统提供了经济环保的解决方案。

　　

微电网组件建模

混合能源系统的核心由质子交换膜燃料电池（PEMFC）、锂离子电池和双电层超级电容（EDLC）构成。PEMFC通过H₂/O₂电化学反应产生电能，其输出电压模型包含能斯特方程和活化/浓差极化修正项。电池采用二阶RC等效电路模型，而SC的瞬时功率响应特性通过动态电荷分配方程描述。

传统能源管理策略对比

研究对比了六类传统方法：状态机控制（SMCS）采用固定阈值切换能量源，经典PI控制（CPICS）依赖经验参数整定，而频率解耦-SMCS（FD&SMCS）通过高通滤波分离SC的高频分量。等效消耗最小化策略（ECMS）将电能消耗转化为虚拟氢耗，外部能量最大化策略（EEMS）则优先利用可再生能源。实验显示这些方法存在响应滞后（SMCS）、纹波过大（CPICS）或计算复杂（ECMS）等缺陷。

泥环算法优化设计

受瓶鼻海豚协作捕食行为启发，MRA创新性地引入自适应K参数控制勘探-开发转换：当适应度改善率低于阈值时，通过"泥环"机制扩大搜索半径（全局勘探），反之则聚焦局部极值邻域（精细开发）。算法采用三级精英保留策略，在求解EMS多目标优化问题时，将氢耗、系统效率与设备寿命纳入加权适应度函数。

性能验证与结果分析

在航空着陆应急电源案例中，MRA-EMS使FC工作电流波动降低62%，相比GWO和SOA分别减少0.15克和0.24克氢耗。关键指标显示：MRA的系统效率达85.67%，较传统策略提升3.2-8.9个百分点；动态响应测试中，SC成功吸收92.3%的负载阶跃波动，电池循环寿命延长17%。

全生命周期评估

经济分析采用净现值法（NPV），计入设备成本（FC: 12,000/kW）、维护费及氢价（5/kg）。MRA方案在10年周期内总成本最低（48,762），碳排放较基准方案减少28.4吨CO₂?eq。敏感性分析表明当氢价超过7.2/kg时，SC扩容方案更具经济性。

未来研究方向

建议探索MRA在车网互动（V2G）场景的应用，开发考虑温度影响的FC老化模型，并研究基于联邦学习的分布式EMS架构。当前工作为《自然·能源》报道的"第三代生物启发算法"提供了实证案例，其自适应机制可扩展至其他电化学能源系统优化。