【技术实现步骤摘要】
适应于冷启动的燃料电池混合电源系统及其建模方法
本专利技术涉及电化学燃料电池领域，尤其是涉及适应于冷启动的燃料电池混合电源系统及其建模方法。
技术介绍
燃料电池冷启动成功的关键因素是电池本身温升速度与冰积累速度的动态比。目前比较主流的冷启动策略主要包含保温、停机吹扫、辅助加热、自启动等方法，停机吹扫可以减少燃料电池启动前电池内部冰的积累，是现在冷启动必不可少的环节，辅助加热和自启动都是利用大量的热量输入使得燃料电池快速升温，不同的是辅助加热是利用蓄电池和加热电阻对电堆进行加热，自启动而是利用燃料电池本身的化学反应产热提高电堆温度。现在的冷启动方式，不管是停机吹扫还是使用外部电源对燃料电池电堆进行加热，都需要对燃料电池系统进行修改，进一步增加了冷启动控制策略试验的成本。为了缩减冷启动性能提升试错过程的时间和成本，建立适用于燃料电池冷启动过程的燃料电池系统模型是十分有必要的，燃料电池电堆作为燃料电池系统的核心，在冷启动过程中具有复杂的传质传热等现象，是系统模型建模工作的重点和难点。质子交换膜燃料电池是一个非线性、...
【技术保护点】
1.一种适应于冷启动的燃料电池混合电源系统，包括燃料电池电堆(1)，该燃料电池电堆(1)分别连接有供氢子系统(2)、供气子系统(3)、蓄电池子系统(4)和冷却子系统(5)，其特征在于，所述供气子系统(3)包括依次连接的空气压缩机(301)、第一交换接口(302)、空气冷却器(303)和加湿器(304)，所述加湿器(304)接入所述燃料电池电堆(1)，所述加湿器(304)与所述燃料电池电堆(1)间的连接子系统连接所述第一交换接口(302)。/n
【技术特征摘要】
1.一种适应于冷启动的燃料电池混合电源系统，包括燃料电池电堆(1)，该燃料电池电堆(1)分别连接有供氢子系统(2)、供气子系统(3)、蓄电池子系统(4)和冷却子系统(5)，其特征在于，所述供气子系统(3)包括依次连接的空气压缩机(301)、第一交换接口(302)、空气冷却器(303)和加湿器(304)，所述加湿器(304)接入所述燃料电池电堆(1)，所述加湿器(304)与所述燃料电池电堆(1)间的连接子系统连接所述第一交换接口(302)。
2.根据权利要求1所述的一种适应于冷启动的燃料电池混合电源系统，其特征在于，所述加湿器(304)与所述燃料电池电堆(1)间的连接线路设有第二交换接口(305)，所述供氢子系统(2)包括依次连接的高压氢罐(201)、减压阀(202)、第三交换接口(203)、氢进阀(204)和氢换热器(205)，所述氢换热器(205)接入所述燃料电池电堆(1)，所述第三交换接口(203)连接所述第二交换接口(305)；
当所述燃料电池混合电源系统停机时，通过将所述供气子系统(3)的空气通入所述供氢子系统(2)，实现对所述燃料电池电堆(1)的吹扫。
3.根据权利要求2所述的一种适应于冷启动的燃料电池混合电源系统，其特征在于，所述冷却子系统(5)包括补水箱(501)、水泵(502)、散热器(504)、电加热器(505)和节温器(503)，所述燃料电池电堆(1)、氢换热器(205)、空气冷却器(303)、散热器(504)、节温器(503)、水泵(502)、补水箱(501)和燃料电池电堆(1)依次连接，所述电加热器(505)的一端连接所述节温器(503)，另一端连接所述空气冷却器(303)。
4.一种如权利要求3所述的一种适应于冷启动的燃料电池混合电源系统的建模方法，用于建立燃料电池混合电源系统模型，其特征在于，所述燃料电池混合电源系统模型设有供气子系统模型、冷却子系统模型、蓄电池低温模型、燃料电池单体模型和燃料电池电堆模型，所述燃料电池电堆模型基于所述燃料电池单体模型构建。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述冷却子系统模型中，所述节温器对所述冷却子系统中冷却液流量分配的表达式为：
式中，为分流到散热器的冷却液流量，为分流到双极板的冷却液的流量，k为节温器阀门的开度，为流经节温器的冷却液总流量。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述燃料电池单体模型中，所述燃料电池反应过程中积累的水含量的计...
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