權利要求書： 1.燃料電池系統中離心式空氣壓縮機瞬態建模方法，其特征是：方法的建立包括建立空氣壓縮機的質量流量關系模型、驅動電機的慣性模型、以及計算控制策略下壓縮機的瞬態響應，使空氣壓縮機滿足燃料電池堆需求的質量流量以及工作壓強，具體步驟如下：(1)建立空氣壓縮機的質量流量關系模型，首先擬合空氣壓縮機的質量流量特性曲線，對壓縮機的轉速和質量流量進行溫度與壓強的修正如下：其中θ表示溫度修正系數，δ表示壓力修正系數，mcp表示空壓機的質量流量，mair,cr表示修正后的空氣流量數值，Ncr表示修正后的空氣壓縮機轉速，Ncp表示空氣壓縮機轉速，基于公開的離心式壓縮機的質量流量曲線中的樣本點，利用二元五次多項式擬合構建出升壓比、轉速與質量流量的關系式如下：式中x是經過中心正則化處理的轉速，y是經過中心正則化處理的升壓比，p00,p10…p14,p05分別表示多項式擬合系數，在多項式擬合中，除去了壓縮機的喘振工作區及超過最大流量的工作區，喘振線與最大流量線也采取多項式擬合方法；(2)驅動電機的慣性模型2.1空氣壓縮機的慣性環節計算表達式如下：式中Jcp表示空壓機轉子部分的轉動慣量，ωcp表示轉子的角速度，t表示時間，τcm表示驅動電機的驅動力矩，τcp表示壓縮機的負載力矩，2.2驅動電機的驅動力矩計算表達式如下：式中κt表示驅動電機的力矩常數，κv表示驅動電機的電壓常數，ηcm表示驅動電機效率，Rcm表示電機電樞電阻，ωcm表示電機的角速度，vcm表示驅動電機端電壓，2.3壓縮機角速度與驅動電機的角速度關系如下：ωcp＝rωcm(2?3)式中r表示壓縮機的驅動比，2.4壓縮機的負載力矩計算表達式如下：式中Pcp表示空壓機的功率，cp表示空氣的比熱容，Tcp,in表示進氣溫度，ηcp表示空壓機的效率，pcp,out、pcp,in分別表示空氣壓縮機出口與入口壓強，γ表示空氣的比熱比系數，經過空壓機壓縮后氣體的出口溫度為：基于步驟(1)和(2)可以構建出完整的空氣壓縮機模型，(3)計算控制策略下壓縮機的瞬態響應當空壓縮轉速一定時，驅動力矩等于空壓機負載力矩，以此求解驅動電機的穩定電壓：式中Pcp表示空壓機的功率，將實時監測得到的空壓機質量流量，與電堆需要的質量流量進行對比，兩者的差值作為比例積分微分控制的偏差量，從而計算出控制量
聲明：
“燃料電池系統中離心式空氣壓縮機瞬態建模方法” 該技術專利(論文)所有權利歸屬于技術(論文)所有人。僅供學習研究，如用于商業用途，請聯系該技術所有人。
我是此專利(論文)的發明人(作者)
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編輯：中冶有色網
來源：天津大學
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2025年08月05日 ~ 07日 
