工程开发

燃料电池发动机系统建模与优化技术

本工程中心与上海新源动力科技有限公司等单位合作,获得上海市科委重点专项支持,开展燃料电池发动机系统及其批量制造技术研发。本中心承担系统仿真与建模工作。基本研究内容是:

通过建立基于双动力系统的Matlab/Simulink仿真模型,开展燃料电池动力系统的动态特性研究,并进行低温、循环寿命、动力性与经济性分析。通过对燃料电池工作过程中的反应物动态、气体流量、温度、压力、内阻抗、催化活性等物理与化学过程进行仿真分析,对应实验结果,得到理想的系统性能参数和运行操作参数。通过模拟仿真分析,展开动力系统设计与控制策略优化,给出试验验证设计方案。

基于燃料电池双机并联仿真模型,采用比例积分微分控制算法(PID)、模型控制算法(MAC)、模糊控制算法等方法,通过仿真技术分析燃料电池系统的风量、温度以及燃料电池双机并联控制策略等,达到燃料电池系统并联运行中功率最大化和对负载不平衡度的要求。

为解决燃料电池系统低温环境适应性问题,开发燃料电池系统低温冷启动技术,通过燃料电池系统低温启动控制仿真,为实现车用燃料电池系统-30℃或以下快速启动提供模拟实验参数,为低温辅助启动器产品开发奠定基础。利用仿真技术模拟燃料电池内部两相流动态特性与瞬态响应,优化燃料电池流道设计,实现氢气循环与水平衡以及热管理稳定综合控制,给出试验验证设计方案。

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