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申请/专利权人：大连理工大学

摘要：本发明公开了一种高温甲醇重整燃料电池的实时硬件在环测试方法，包括以下步骤：基于MATLABSimulink构建高温甲醇重整燃料电池实时仿真模型‑对应待测模型部署硬件设备，并利用AppDesigner进行上位机子系统测试平台开发，而后连接上位机子系统、硬件设备和燃料电池控制器‑硬件在环测试‑通过开环控制对实时仿真模型进行实时控制，通过闭环控制进行模型反馈测试‑导出数据，并对导出的信号进行分析，辅助加快模型开发‑重新进行硬件在环测试。本发明采用上述高温甲醇重整燃料电池的实时硬件在环测试方法，能有效反馈燃料电池模型的实际运行情况，提高燃料电池特性仿真测试与控制器策略开发效率，降低开发成本。

主权项：1.一种高温甲醇重整燃料电池的实时硬件在环测试方法，其特征在于：包括以下步骤：S1、基于MATLABSimulink构建高温甲醇重整燃料电池实时仿真模型；在步骤S1中，高温甲醇重整燃料电池实时仿真模型包括燃烧室模块、重整室模块、阴极模块、阳极模块以及电堆模块；在步骤S1中，高温甲醇重整燃料电池实时仿真模型的具体建模步骤包括：S10、输入不同工况下各模块的工质参数；工质参数包括燃烧室入口空气体积流量、重整室入口甲醇流量、重整室入口水流量、电堆阴极进气处空气体积流量和电流；S11、计算各部件出口处的温度和压力；在步骤S11具体包括以下步骤：S110、通过公式1、2计算燃烧室出口温度和压力： 式中，TCC为燃烧室出口温度；PCC为燃烧室出口压力；R为气体常数；Cv为气体定容比热容；V为工质体积；为燃烧室净质量的焓与燃烧室进出口内能项；为燃烧室燃料内能变化项；为燃烧室壁面向外传热；为燃烧放热项；为燃烧室向重整室的传热量；S111、通过公式3、4计算重整室出口温度和压力： 式中，TRR为重整室出口温度；PRR为重整室出口压力；为重整室净质量的焓与重整室进出口内能项；为重整室内部内能变化项；为重整室甲醇溶液的汽化潜热项；为重整反应的吸热量；为燃烧室向重整室的传热量；S112、通过公式5计算阴阳极前侧供气管道的温度： 式中，Tpipe,an为阳极出口温度；Ppipe,an为阳极出口压力；为进入阳极前侧管道的焓值与管道进口处内能项；为离开阳极前侧管道的焓值与管道出口处内能项；为电堆和阴阳极前侧管道交换的热量；S113、通过公式6、7计算阴阳极模块的温度和压力： 式中，Tan为阳极温度；Pan为阳极压力；为进入阳极的焓值与阳极进口处内能项；为流出阳极的焓值与阳极出口处内能项；为电堆与阴阳极的传热；S12、计算电堆的开路电压和温度；S2、对应待测模型部署硬件设备，并利用AppDesigner进行上位机子系统测试平台开发，而后连接上位机子系统、硬件设备和燃料电池控制器；S3、待测模型在硬件中进行仿真并输出信号值，上位机子系统实时观测模型运行情况进行硬件在环测试；S4、通过上位机子系统进行相应数据的观察，并通过上位机子系统向燃料电池控制器发送工况指令，燃料电池控制器通过开环控制对实时仿真模型进行实时控制，通过闭环控制进行模型反馈测试，根据测试结果对模型进行改进；S5、导出数据，并对导出的信号进行分析，辅助加快模型开发；S6、重新进行硬件在环测试。

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