车用高压质子交换膜燃料电池系统建模与仿真

将车用高压质子交换膜燃料电池系统作为一种新型车辆动力的研究对象,结合机理建模和试验建模两种建模方法,建立了较为完整的系统级高压质子交换膜燃料电池系统的数学模型。该模型包括电堆、空气系统、气气增湿、氢气系统、冷却系统五个模块,通过试验数据为系统的非线性环节建立表格模型。针对一款83kW车用高压PEMFC系统,使用Matlab/Simnlink软件进行了仿真计算,给出了空气压力、温度、湿度、氧气过量系数、系统电压等仿真结果,并通过实验数据对该模型进行了验证。对比了高压系统与低压系统的效率,仿真结果表明在低电流区间高压系统效率低于低压系统,而在高电流区间高压系统效率高于低压系统。     

质子交换膜燃料电池建模与稳态分析

对质子交换膜燃料电池（PEMFC）电堆进行电输出特性研究，有助于改善燃料电池的设计，提高其性能。通过所建立的电堆参数模型，就能够研究主要运行参变量对电堆输出性能和电堆非线性内阻产生的影响。仿真和测试结果表明此参数模型是可操作和有效的，并可方便的用于PEMFC控制方法研究。     

一种改进的质子交换膜燃料电池动态建模

为研究质子交换膜燃料电池(PEMFC)的输出特性,在目前已提出的动态模型基础上进行了改进,并加入气体流量模型和热力学模型,利用Matlab-Simulink仿真工具,建立了一种新颖的PEMFC系统动态模型.仿真结果表明该模型较好地反映出PEMFC系统的动态特性,有助于进一步完善PEMFC系统模型,为改进PEMFC输出性能和设计实时控制系统,提供了可靠依据.     

质子交换膜燃料电池动态响应建模与仿真研究

为研究质子交换膜燃料电池(PEMFC)电堆的输出响应,利用Matlab-Simulink仿真工具对PEMFC进行系统动态模型建立.通过使用燃料电池测试系统,在不同的运行条件下对PEMFC的暂态电响应进行测量和分析.实验数据与仿真结果吻合较好,表明该模型是有效和可操作的,有助于改善PEMFC的设计,提高其性能.     

质子交换膜燃料电池温度控制仿真模型

通过对质子交换膜燃料电池电化学反应的热力学特性分析计算，建立了质子交换膜燃料电池的热力系统动态数学模型，并且在Matlab／Simulink平台上建立了温度控制仿真模型。从实用的角度，结合燃料电池发动机研发工作，提出了一套不需要精确的系统内部特性和结构参数的燃料电池温度控制仿真模型建模方法。     

质子交换膜燃料电池混合建模研究

支撑向量机（SVM）理论完备,泛化能力强,很适合对燃料电池建模。但是建立高维SVM模型需要大量的实验数据,为了克服这一困难,使用SVM和压力增量机理模型相结合的方法对质子交换膜燃料电池进行混合建模：SVM模型只考虑电流和温度对电压的影响,而压力增量模型则在此基础上预测阴极压力和阳极压力对电压的影响。混合后的模型能够预测不同电流、温度、阴极压力和阳极压力下的输出电压。结果表明这种方法建立的数学模型误差小于1.6%,能够达到很好的拟合精度。     

基于神经网络辨识的质子交换膜燃料电池建模

针对质子交换膜燃料电池(PEMFC)系统过于复杂，难以建模，而已建立的模型难以满足PEMFC控制系统设计和应用的要求。本文利用神经网络具有逼近任意复杂非线性函数的能力，将神经网络辨识方法应用到PEMFC强非线性系统的建模中，避开了PEMFC系统内部的复杂性。模型以电池工作温度为神经网络辨识模型的输入量，电池电压、电流密度为输出量，利用500组实验数据作为训练样本，采用改进型BP算法，建立了不同温度下电池电压—电流密度动态响应模型。仿真结果表明，方法可行，建立的模型精度较高，从而为设计PEMFC实时控制系统奠定了基础。     

质子交换膜燃料电池温度的MPC控制

根据PEMFC热量传递机理建立电堆温度的simulink模型,由于实验模型属于非线性模型,很难对其设计控制器,因此在工作点附近将系统线性展开得到其线性模型.针对线性模型设计MPC控制器,调整得到合理参数后,利用此MPC控制器调节电堆温度模型的控制输入,得到对电堆温度的理想控制效果.     

质子交换膜燃料电池电堆温度的非线性控制

基于质子交换膜燃料电池电堆的能量守恒，建立了在大范围的负载扰动下电池电堆温度的非线性模型。利用状态反馈线性化的输出对干扰基本解耦的新方法进行模型线性化，再依据最优控制理论设计了保证电堆温度恒定的非线性控制器。通过实验和仿真结果表明该控制器能够获得较好的控制效果。     

质子交换膜燃料电池系统中冷器建模与仿真

为研究质子交换膜燃料电池系统水热管理策略,针对某款实际系统建立了水冷逆流式中冷器的机理模型,并用实验数据对模型进行了验证.在Matlab/Simulink仿真平台下分析了空气流量、冷却液流量、空气温度、冷却液温度对中冷器冷却效果的影响.仿真结果表明:(1)模型的输出结果和实验数据相吻合,模型具有较高的可靠性;(2)中冷器入口空气温度和流量对中冷器冷却效果影响较大;(3)在一定范围内,调节冷却液流量能有效调节出口空气温度.     

燃料电池汽车动力系统动态数学模型

建立了用于燃料电池汽车功率平衡控制算法设计的动力系统动态数学模型。该数学模型包括燃料电池发动机、电机及其控制器、动力蓄电池组。采用最小二乘参数辨识方法对模型中的未知参数进行了估计。基于所建立的数学模型通过设计线性二次型调节器建立了基于状态反馈的燃料电池汽车动力系统功率平衡控制算法。离线仿真和转鼓测试结果证明：所设计的控制算法达到既定的控制目标，从而证明所建立的动力系统数学模型用于控制算法的设计可行。离线仿真同实测数据对比证明：所建立的系统动态数学模型达到了较高的仿真精度。     

管状直接甲醇燃料电池的建模和仿真

通过对管状DMFC的电化学反应机理分析，采用活塞流反应模型建立了甲醇、氧气和气态水的浓度分布模型；依据列管式换热器原理，建立了甲醇溶液、膜电极和空气的温度分布模型，并对电流密度、进料参数对浓度分布以及电池温度影响进行仿真，为管状直接燃料电池选择合理的控制变量和控制策略提供佑据；仿真结果表明，对于液相进料的DMFC，甲醇溶液的温度是影响整个电池温度的主要因素；根据燃料电池的热力学数据，对电池的效率进行了分析。     

燃料电池混合汽车建模及仿真研究

面向控制系统设计的目的建立了一种燃料电池汽车动力系统的动态数学模型,其中包括燃料电池发动机、DC/DC(直流/直流变换器)、电机驱动系统、动力蓄电池组.采用最小二乘法实现了模型参数估计.基于数学模型及模型参数估计的结果开发了燃料电池混合动力汽车的计算机仿真模型,并应用该模型进行了仿真分析,离线仿真与实测数据的对比证明,所建立的模型具有很高的精度,能够用于控制系统设计及仿真分析.     

燃料电池空气供应系统建模与动态仿真的研究

采用"控制体"的方法建立燃料电池堆空气供应系统的供应管腔、阴极和回流管腔模型,并采用神经网络方法对风机特性测试数据进行拟合,建立风机转速、出口压力和风量的关系模型。运用Simulink仿真工具建立仿真模型,研究风机转速和回流管腔系数对氧气供应的影响,并对电堆电流阶跃变化对氧气供应的影响进行仿真。仿真结果和实验测试数据相符,表明所建模型是有效的,可以指导电堆阴极结构的设计和空气供应系统控制方法的研究。     

电电混合燃料电池城市客车动力系统建模与仿真

根据北京某公交行驶工况研究的结果,对燃料电池城市客车动力系统进行了构型选择和主要参数匹配,然后在Matlab/Simulink软件中利用封装技术建立了详细的整车动力系统仿真模型,对其工况跟踪和动力电池特性进行了仿真研究。仿真结果说明了整车动力系统的设计和参数匹配比较合理,能够满足北京公交的运营需要,同时也说明了仿真模型是正确的并且为后续详细控制算法的研究提供了基础。     

基于Matlab的燃料电池汽车动力系统仿真

在给出燃料电池汽车动力系统结构的基础上，基于Matlab软件环境，建立了前向式燃料电池汽车动力系统模型，模型结构和实际的动力系统有着严格的对应关系，各部分模型采用物理分析与数据处理相结合的方法建立。按照一定的控制策略和部件物理参数进行了仿真，仿真结果表明该模型的有效性和合理性，为燃料电池汽车动力系统研究打下了基础。     

直接甲醇燃料电池温度响应的建模与仿真

给出了一种用于直接甲醇燃料电池(DMFC)温度响应的人工智能建模方法.采用BP网络、Elman神经网络与自适应神经模糊推理系统(ANFIS)避免了精确数学模型的复杂性.详细描述了辨识结构、算法和模型训练方案.通过不同模型之间的仿真对比,得出了三种网络的最优结构参数.仿真结果满足精度要求,得出ANFIS模型性能最优.在ANFIS模型基础上对DMFC温度响应特性作了简要分析.通过仿真模型可快速得到其输入输出特性,使DMFC温度响应的在线预测与控制成为可能.