一种SOFC半实物模拟系统及其控制器开发方法技术方案

本发明专利技术公开了一种SOFC半实物模拟系统及其控制器开发方法，属于燃料电池技术领域。包括SOFC热电特性仿真单元、控制单元、传感器单元和SOFC电特性模拟单元，SOFC热电特性仿真单元模拟实际系统的温度与功率状态，然后通过传感器单元将电特性数据发送给控制单元与可控电源，控制单元实现对系统输入燃料的控制，可控电源实现对SOFC功率输出特性的实际模拟。本发明专利技术采用一种半实物的方式模拟SOFC的电特性输出，整个系统既可作为SOFC的控制算法验证平台，也可作为独立的SOFC实物系统模拟供电。本发明专利技术能有效降低在SOFC算法测试的危险性和成本，并且能够快速进行控制算法的调整与优化，大大减少了SOFC控制算法开发时间和开发成本。

【技术实现步骤摘要】
一种SOFC半实物模拟系统及其控制器开发方法
本专利技术属于燃料电池
，更具体地，涉及一种SOFC半实物模拟系统及其控制器开发方法。
技术介绍
固体氧化物燃料电池(SOFC)是一种将燃料中的化学能直接转换为电能的发电装置，与传统通过燃烧推动发电机转动而发电相比，SOFC不需要将化学能转化为机械能这一中间过程，没有机械转动等环节，因此SOFC发电有着高能量利用率、无污染、安静等优点，是新能源中的重要部分。由于SOFC的突出优点，各国特别是发达国家对SOFC技术投入了大量的人力物力，目前我国在SOFC投入也越来越多。SOFC的研究有着研发周期长、成本高、风险高等特点，对于SOFC的研究，目前国内还未实现商业化，尚处于研究阶段。同时国内对于SOFC的研究有很大一部分是对SOFC电堆材料的研究，而对于SOFC控制算法的研究目前暂时处于起步阶段，其中主要的原因是：SOFC系统中温度约束较多，主要有最大PEN工作温度、最大PEN温度梯度、最大电堆入口气体温差、最大燃烧室温度，而SOFC系统为非线性热电耦合的复杂系统，想要实现稳定的控制较为复杂本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种SOFC半实物模拟系统，其特征在于，包括SOFC热电特性仿真单元、控制单元、传感器单元和SOFC电特性模拟单元；/n所述SOFC热电特性仿真单元包括电堆模块、热交换器模块和燃烧室模块，用于模拟实际SOFC系统运行，产生热电数据；/n所述控制单元实时采样负载功率变化，利用SOFC控制算法处理得到相应的控制信号，并将所述控制信号输出至所述传感器单元；/n所述传感器单元包括电压测量接口与电压输出接口，用于实时采集所述SOFC热电特性仿真单元的电数据通过电压输出接口传输至所述SOFC电特性模拟单元，以及将所述控制信号通过电压测量接口输入所述SOFC热电特性仿真单元；/n所述SOFC电特性模拟单...

【技术特征摘要】
1.一种SOFC半实物模拟系统，其特征在于，包括SOFC热电特性仿真单元、控制单元、传感器单元和SOFC电特性模拟单元；
所述SOFC热电特性仿真单元包括电堆模块、热交换器模块和燃烧室模块，用于模拟实际SOFC系统运行，产生热电数据；
所述控制单元实时采样负载功率变化，利用SOFC控制算法处理得到相应的控制信号，并将所述控制信号输出至所述传感器单元；
所述传感器单元包括电压测量接口与电压输出接口，用于实时采集所述SOFC热电特性仿真单元的电数据通过电压输出接口传输至所述SOFC电特性模拟单元，以及将所述控制信号通过电压测量接口输入所述SOFC热电特性仿真单元；
所述SOFC电特性模拟单元包括可控电源，用于实现SOFC的实际功率输出。


2.如权利要求1所述的SOFC半实物模拟系统，其特征在于，所述控制单元包括主处理器、高精度电压采集模块、高精度电流采集模块、CAN通信模块和高精度电压输出模块。


3.如权利要求1所述的SOFC半实物模拟系统，其特征在于，所述SOFC热电特性仿真单元根据SOFC实物系统样机进行物理建模，并通过实验数据对SOFC模型进行验证，将验证好的SOFC模型运行在PC机上。


4.如权利要求3所述的SOFC半实物模拟系统，其特征在于，所述SOFC模型基于Simulink中的DesktopRealTime平台建立。


5.如权利要求2或3所述的SOFC半实物模拟系统，其特征在于，所述传感器单元为...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋建华，徐小林，汪浩，李曦，邓忠华，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42