25kW FCPS溫度管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及仿真.pdf

1、溫度管理系統(tǒng)是燃料電池動力系統(tǒng)（FCPS:Fuel Cell Power System）開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)之一，特別是對于質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFC:Proton Exchange Membrane Fuel Cell）發(fā)動機(jī)，雖然它具有能量轉(zhuǎn)換效率高、工作溫度低、無污染、比功率大、啟動迅速等優(yōu)點(diǎn)，但是內(nèi)部約有40％～50％的能量耗散為熱能，其熱負(fù)荷達(dá)到傳統(tǒng)汽車的兩倍，這對溫度管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提出了更高的要求；同時，計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，使得

2、對FCPS溫度的自動控制成為可能。因此對FCPS溫度管理系統(tǒng)進(jìn)行仿真研究倍受重視。本文針對25kWPEMFC動力系統(tǒng)溫度管理問題，對溫度管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和仿真進(jìn)行了研究。 通過分析溫度對FCPS核心部件電堆的基本參數(shù)和性能的影響，論述了FCPS溫度管理的重要意義。然后，通過分析FCPS溫度管理系統(tǒng)的功能、設(shè)計(jì)目標(biāo)和要求，對25kWFCPS溫度管理系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，重點(diǎn)確定了冷卻方式和系統(tǒng)的工作過程；并對該款FCPS溫度管理系統(tǒng)的關(guān)鍵

3、部件——散熱器和水泵進(jìn)行了匹配計(jì)算，為其選型提供了理論依據(jù)。 通過對FCPS溫度管理系統(tǒng)的燃料電池堆子模型、散熱器（含散熱風(fēng)扇）子模型、水箱及管道子模型的數(shù)學(xué)—物理化分析，并結(jié)合FCPS的研發(fā)工作，采用多變量模糊控制的方法，在Matlab/Simulink平臺上建立了25kWFCPS溫度管理系統(tǒng)的仿真模型。整個系統(tǒng)模型包括燃料電池堆子模型、散熱器（含散熱風(fēng)扇）子模型、水箱及管道子模型和控制單元子模型。然后對FCPS溫度管理系統(tǒng)進(jìn)