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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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百度查询: 大连理工大学 高温甲醇重整燃料电池的实时硬件在环测试方法及系统
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