基于 Simulink 建立的 PEMFC 燃料电池机理模型(国外团队开发的,密歇根大学)是一种先进的仿真
工具,它包含了空压机模型、空气路模型、氢气路模型以及电堆模型等组成部分。这个模型的建立对
研究燃料电池系统的性能和工作原理具有重要意义。
首先,我们来介绍一下 PEMFC 燃料电池机理模型的基本结构。该模型采用了模块化设计的思想,将燃
料电池系统划分为多个子系统,每个子系统负责模拟一个特定的组件或过程。其中,空压机模型负责
模拟提供给燃料电池的空气流动过程,空气路模型模拟了空气在系统中的传输和输送过程,氢气路模
型则负责模拟氢气的输送和供应过程,电堆模型则模拟了燃料电池的工作原理和性能。
在模型的建立过程中,密歇根大学团队采用了一系列先进的数学模型和算法。首先,他们基于流体力
学原理和质量守恒定律,建立了空压机和空气路模型。在这个模型中,他们考虑了空气流动的压力损
失、流动阻力和温度等因素,并通过模拟计算得到了在不同工况下的空气流动特性。类似地,氢气路
模型也采用了类似的原理和方法,考虑了氢气的传输特性和流动损失。而电堆模型则基于电化学原理
和质量平衡方程,通过考虑氧化还原反应、质子传递和电子传递等过程,模拟了燃料电池在不同工况
下的电化学性能。
通过对上述模型的建立,研究人员可以对 PEMFC 燃料电池系统进行多种性能评估和优化设计。例如,
他们可以通过调整空压机的参数和工作条件,优化系统的空气供应能力和效率;他们还可以通过改变
氢气输送系统的设计和工艺,提高氢气的传输效率和稳定性;最重要的是,他们可以通过调整电堆的
结构和材料参数,改变燃料电池的输出功率和效率。
需要注意的是,该模型的建立是基于大量实验数据和理论分析的基础上进行的,并经过了多次验证和
优化。它具有较高的准确性和可靠性,可以较为真实地模拟 PEMFC 燃料电池系统的工作过程和性能表
现。
总之,基于 Simulink 建立的 PEMFC 燃料电池机理模型是一种非常有价值的仿真工具,它可以为研
究人员提供一个可靠的平台,用于研究和优化燃料电池系统的性能和工作原理。通过对空压机模型、
空气路模型、氢气路模型和电堆模型的建立,研究人员可以深入理解 PEMFC 燃料电池系统的工作机理
,并从中获得有关系统性能和优化设计的重要信息。这将对燃料电池技术的进一步发展和应用具有重
要意义。