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    基于Amesim的燃料電池空氣系統建模仿真方法與流程

    474   編輯:中冶有色網   來源:新源動力股份有限公司  
    2023-10-19 16:42:58
    一種基于amesim的燃料電池空氣系統建模仿真方法 技術領域 1.本發明涉及燃料電池技術領域,尤其涉及一種基于amesim的燃料電池空氣系統建模仿真方法。 背景技術: 2.氫燃料電池是新世紀以來,深受人們歡迎并具有廣泛發展前景的一類發電裝置。它是以氫氣、氧氣為原料,不斷的發生電化學反應,進而能夠把化學能轉化生成電能。其具備運行溫度低、功率密度高、響應速度快、良好的穩定性、無污染氣體排放、不受卡諾循環的限制等特點,被人們視為未來汽車行業的新希望。但是氫燃料電池本身是一個非線性、強耦合的復雜動態系統,尤其燃料電池的空氣子系統涉及眾多部件的協調工作,更為復雜。為了更加有效的對燃料電池空氣子系統進行研究,找到一個能準確描述它性能和變化趨勢的模型及模型搭建方法就顯得尤為重要。 3.在現有技術中一般基于機理方程或半經驗方程建立(半)機理模型,因此不能反映電堆或電池系統運行的實際狀況,也沒有考慮空氣子系統相關零部件模型的搭建。 技術實現要素: 4.根據現有技術存在的問題,本發明公開了一種基于amesim的燃料電池空氣系統建模仿真方法,具體包括如下步驟: 5.根據燃料電池單節電池的輸出特性和工作機理進行線性回歸建立單電池輸出特性模型; 6.采用標準電動勢減去多種損耗電壓表示單電池輸出特性模型的輸出電壓,其中多種損耗電壓包括活化過電壓、歐姆過電壓和濃差過電壓; 7.基于單電池輸出特性模型、結合實際燃料電池堆節數乘以節數的增益獲得燃料電池堆模型; 8.根據實測數據及電堆結構組成在空氣出口處添加節流原件,并根據不同工況下的輸出特性阻流系數的改變設置符合要求的節流面積,從而模擬電堆在不同工況下的壓力降; 9.燃料電池空氣子系統包括流量計、空壓機、中冷器、節氣門、溫度/壓力傳感器和管路結構,采集空壓機的升壓比、流量、效率和轉速信息并輸入至混合氣體庫中的空壓機模型中從而建立完整的空壓機模型; 10.將燃料電池空氣子系統中的零部件連接起來,搭建燃料電池空氣系統仿真模型,將仿真數據與實測數據進行對比驗證該燃料電池空氣系統仿真模型的精準度。 11.進一步的,所述燃料電池空氣子系統中的電堆模型考慮電堆空氣入口和空氣出口之間的壓力降,通過改變節流件的節流面積來模擬電堆在不同工況下的所述壓力降。并可將此方法引用到不同電堆模型之中,完成不同電堆模型的精確建模。 12.進一步的,
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