一种极端环境下PEMFC系统性能保障控制方法技术方案

技术编号:41316521 阅读:19 留言:0更新日期:2024-05-13 14:57
本发明专利技术公开一种极端环境下PEMFC系统性能保障控制方法,包括步骤:S1:建立基于环境交互的质子交换膜燃料电池系统模型,环境空气数据得到质子交换膜燃料电池空气回流管道的空气质量流量和压比;S2:获得极端环境下质子交换膜燃料电池系统对应的安全运行区域约束;根据极端环境数据建立离心式空气压缩机约束,利用离心式空气压缩机约束组成极端环境下质子交换膜燃料电池系统的安全运行区域约束;S3:进行极端环境下质子交换膜燃料电池系统运行区域优化;S4:实现极端环境下质子交换膜燃料电池系统协同优化轨迹跟踪控制。本发明专利技术能够有效提高质子交换膜燃料电池系统的净功率,实现质子交换膜燃料电池系统在极端环境下的安全稳定运行。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于燃料电池,特别是涉及一种极端环境下pemfc系统性能保障控制方法。


技术介绍

1、近年来,质子交换膜燃料电池(pemfc)以其在清洁环保与发电效率方面强大的优势,逐渐应用于轨道交通、无人机、便携式电源等多个领域。这也对质子交换膜燃料电池系统提出极端环境运行应用需求。在极端环境及复杂工况条件下,如何设计先进的控制策略以保证质子交换膜燃料电池的输出性能是重要的研究方向。

2、目前国内外学者对质子交换膜燃料电池系统建模进行了大量研究,提出了质子交换膜燃料电池系统简化模型。但是简化模型中拟合参数较多,并且与经典模型存在偏差。并且目前的质子交换膜燃料电池系统模型多面向常温常压环境,无法反映极端环境及复杂工况下质子交换膜燃料电池系统的运行状态。

3、针对质子交换膜燃料电池系统优化控制方法,国内外学者对质子交换膜燃料电池系统运行区域优化和输出性能优化展开了大量研究。然而,目前的研究成果并没有针对性地根据极端环境及复杂工况提出相应的优化控制方法。同时,对于质子交换膜燃料电池系统输出性能的优化大都仅考虑了固定不变的运行环境,没有考虑外部本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种极端环境下PEMFC系统性能保障控制方法,其特征在于,包括步骤:

2.根据权利要求1所述的一种极端环境下PEMFC系统性能保障控制方法,其特征在于,所述步骤S1中,建立基于环境交互的质子交换膜燃料电池系统模型,包括步骤:

3.根据权利要求2所述的一种极端环境下PEMFC系统性能保障控制方法,其特征在于,海拔高度的变化会直接引起大气压力、空气密度等物理量的变化,通过线性拟合得到大气压力、空气密度和气温随海拔高度的变化规律为:

4.根据权利要求2所述的一种极端环境下PEMFC系统性能保障控制方法,其特征在于,根据离心式空气压缩机的静态MAP图和转动...

【技术特征摘要】

1.一种极端环境下pemfc系统性能保障控制方法,其特征在于,包括步骤:

2.根据权利要求1所述的一种极端环境下pemfc系统性能保障控制方法,其特征在于,所述步骤s1中,建立基于环境交互的质子交换膜燃料电池系统模型,包括步骤:

3.根据权利要求2所述的一种极端环境下pemfc系统性能保障控制方法,其特征在于,海拔高度的变化会直接引起大气压力、空气密度等物理量的变化,通过线性拟合得到大气压力、空气密度和气温随海拔高度的变化规律为:

4.根据权利要求2所述的一种极端环境下pemfc系统性能保障控制方法,其特征在于,根据离心式空气压缩机的静态map图和转动惯量参数模型建立离心式空气压缩机的动态模型,用来描述空压机转速的动态特性;

5.根据权利要求2所述的一种极端环境下pemfc系统性能保障控制方法,其特征在于,由于空气回流管道与环境的压差大,采用非线性喷嘴方程计算空气回流管道内的空气质量流量,公式为:

6.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员:李奇解淑祺尹良震陈维荣
申请(专利权)人:西南交通大学
类型:发明
国别省市:

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