基于Modelica的交叉流SOFC的二维动态特性建模与评价方法技术

本发明专利技术公开了一种基于Modelica的交叉流SOFC的二维动态特性建模与评价方法，包括：确定二维交叉流SOFC动态仿真模型中涉及的物理领域；将二维交叉流SOFC在高度方向上划分为互连体、阳极流道、PEN层与阴极流道四个部分；针对二维交叉流SOFC内的多个微元模块，根据其不同的物理化学过程，分别建立对应的动态数学模型；构建整体二维交叉流SOFC动态模型；建立二维交叉流SOFC性能综合评价方法；开展二维交叉流SOFC动态仿真研究。本发明专利技术能够更有效地描述和仿真强耦合系统，提高模型的可维护性和仿真效率，促进工程设计和优化过程的进展，适用于包含多物理域的强耦合的固体氧化物燃料电池系统。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于能源，尤其涉及一种基于modelica的交叉流sofc的二维动态特性建模与评价方法。

技术介绍

1、化石燃料的过度使用导致了温室气体的过量排放，深刻影响了全球气候，威胁着人类的长期发展。因此，研究高效、可持续、低排放、环保的发电系统的必要性不言而喻。

2、燃料电池技术可以将燃料中的化学能直接转化为电能。与太阳能发电、风能发电相比，具有可靠性高、连续发电、不受环境影响等优点。在各种类型的燃料电池中，固体氧化物燃料电池(sofc)因其发电效率高、结构全固态、燃料兼容性广、催化剂材料成本低等优点而备受关注。交叉流是一种空气和燃料的流动方向彼此垂直的sofc流动布置方式，这种方式可以使得进气和排气歧管很容易地布置在电池周围，对于sofc的生产制造以及sofc单元的集成由独特的优势。然而，交叉流布置方式易导致sofc温度和电流密度分布不均匀，容易导致较高的局部热点和较大的温度梯度，威胁着sofc的运行安全。通过实验方法难以获取sofc内部变量的动态分布特性。因此，需要建立sofc分布参数机理模型。

3、针对sofc这中热电强耦合本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于Modelica的交叉流SOFC的二维动态特性建模与评价方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于Modelica的交叉流SOFC的二维动态特性建模与评价方法，其特征在于，步骤1具体为：设计二维交叉流中不同物理域的连接器，定义各个连接器内的类型、流通变量、势变量和流动变量；其中，连接器类型包括物质流接口、电接口和热接口；所述物质流接口，其对应的流通变量为物质流量，势变量包括压力、焓值、组分；所述电接口，其对应的流通变量为电流，势变量为电压；所述热接口，其对应的流通变量为热流量，势变量为温度。

3.根据权利要求1所述的一种基于Mo...

【技术特征摘要】

1.一种基于modelica的交叉流sofc的二维动态特性建模与评价方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于modelica的交叉流sofc的二维动态特性建模与评价方法，其特征在于，步骤1具体为：设计二维交叉流中不同物理域的连接器，定义各个连接器内的类型、流通变量、势变量和流动变量；其中，连接器类型包括物质流接口、电接口和热接口；所述物质流接口，其对应的流通变量为物质流量，势变量包括压力、焓值、组分；所述电接口，其对应的流通变量为电流，势变量为电压；所述热接口，其对应的流通变量为热流量，势变量为温度。

3.根据权利要求1所述的一种基于modelica的交叉流sofc的二维动态特性建模与评价方法，其特征在于，步骤2具体为：二维交叉流sofc实际物理结构包括：互连体，阳极流道、阳极扩散层、阳极催化层、电解质、阴极催化层、阴极扩散层和阴极流道；阳极扩散层、阳极催化层、电解质、阴极催化层和阴极扩散层由于整体厚度较薄，可被处理为一个模块，成为阳极-电解质-阴极层，即pen层；将sofc阳极流动方向设为x轴，阴极流动方向设为y轴；沿x轴与y轴方向将sofc的四个部分划分为 n*n个节点，二维交叉...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙立，夏雷，尹瑞麟，袁树福，
申请(专利权)人：东南大学溧阳研究院，
类型：发明
国别省市：