番禺石基镇云梯车出租,   番禺云梯车出租,  广州云梯车出租    提出了面向控制的燃料电池空气系统9阶状态模型       由于具备清洁、高效等优点，燃料电池自问世以来就成为了清洁能源研究的热点。作为燃料电池系统中最重要的组成部分，对燃料电池空气系统的研究也一直伴随着燃料电池技术的发展。

      PEMFC空气系统建模,  进行燃料电池空气系统控制研究，首先需要建立燃料电池空气系统模型。燃料电池空气系统模型包括驱动电机、压缩机、供气管路、PEMFC电堆等部分。通过对所建立模型的计算仿真，能够模拟空压机在不同的工况条件下，进入电堆的反应气体流量、压力、温度、湿度等对燃料电池工作状态的影响，并以此设计有效的控制策略。同时模型还可以为空气系统实验平台选型搭建提供参考。目前燃料电池空气系统模型主要分为两种，一是建立在严格物理关系基础上进行数学描述的机理模型，该模型往往通过质量守恒定律、动量守恒定律及能量守恒定律建立，模型形式往往含有大量的偏微分方程组，计算量大，工程应用较困难。二是利用实际现象和实验数据来描述燃料电池特性的经验模型，该模型简化了系统的复杂性，容易实现但模型精确度有限。

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         该模型包括空气压缩机、增湿器、散热器、空气管路、电堆模型等，并利用理想气体状态方程和能量守恒定律对每一个模块建模，且首次提出了“过氧比”概念和“氧饥饿”的问题；在此模型基础上，加入了喷嘴流量方程来计算供气管道内空气流量的大小，并通过仿真的方式分析了供气管道开口大小对离心式空压机工作状态的影响，给出了对应不同燃料电池工况下的最优管道开口大小；由于PEMFC内部参与反应的气体流量与压力总是动态变化的， 为了更好的分析PEMFC内部气体流动，建立了PEMFC内部的流道动态模型，以此来精确的反映参与电堆反应气体量的动态变化过程，并用MATLAB进行了仿真计算；为了简化模型的复杂程度，通过假设参与反应的氢气足量，并且进入电堆内气体的温度、湿度恒定且适宜，建立了包含燃料电池空气系统的四阶状态空间模型，状态变量分别为氧气分压、氮气分压、空压机转速、空气进气管路压强，并在该模型基础上进行了空气流量控制研究；随后，将四阶模型中的氧气与氮气分压合并为电堆阴极气压，并描述了阴极空气流量与阴极气压之间的线性关系，从而得到了燃料电池阴极系统的三阶状态空间模型， 在阴极系统三阶状态空间模型的基础上引入了阴极氧气压力这一个状态变量得到改进的四阶状态空间模型，从而可以更好的表示电堆电压特性，并在此基础上，分析了系统之间的约束性，针对空气系统模型的非线性特征，利用线性变参数方法对模型进行控制；对所测得的空压机出口空气压力、流量等实验数据采用神经网络算法进行训练，以此建立了PEMFC空气系统神经网络模型，并通过实验的方法对该模型的准确性进行了检验，结果表明模型可以准确的反映空压机外部工作特性。

         基于实验数据搭建了燃料电池极化曲线模型，并在该模型基础上仿真研究空气系统两个关键参数进气压力与空气过量系数对燃料电池性能的影响；在传统的沿流道模型基础上进行改进，考虑了一般模型所忽视的流道内气体流速变化与压力变化问题，建立了可以准确反映阴极流道长度、深度和操作条件对燃料电池性能影响的气体流道模型； 利用改进粒子群优化算法对燃料电池系统关键参数进行辨识，得到了一种适用于工程分析的PEMFC系统模型。

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