燃料电池模型

燃料电池是一个电化学系统,利用反应物发电。聚合物电解质膜(PEM)燃料电池是一种流行的技术,使用一个涉及氢气和氧气的化学反应来产生电能和水作为副产品。2022世界杯八强谁会赢？PEM燃料电池结合半透膜,使质子运输和块电子流动。由于这个特点,这种燃料电池也被称为”其本身就具有交换质子膜燃料电池。如下所示,氢进入燃料电池阳极和分成质子和电子。质子通过细胞膜,而电子流过外部电路,产生电流。氧气进入燃料电池阴极一端与质子和电子结合产生水和热。

PEM燃料电池是有价值的,因为他们的低操作温度和压力相对于其他类型的燃料电池。由于这些原因,技术是流行的用于电动汽车电池系统作为替代或补充。PEM燃料电池用于固定电力生产和被认为是作为绿色能源仓储运输系统的一部分,当结合电解槽和可再生能源。

使用模拟采用燃料电池开发应用程序,工程师需要不同形式的模型。这些场景包括:

• 评估温度和电气性能的燃料电池堆栈使用燃料电池模型,描述了电化学反应。
• 优化范围、性能和热的影响燃料电池电动汽车使用详细的系统级燃料电池模型。
• 开发和优化燃料电池控制系统使用燃料电池模型适用于半实物测试。
• 设计和模拟使用燃料电池发电系统模型组件的功能细节和balance-of-plant上浆。
• 执行经济可行性的使用燃料电池和氢生成和输出功率电解槽模型。

Simscape™和Simscape电气™为模拟燃料电池提供模型库。工程师可以使用这些模型开发燃料电池控制系统和分析燃料电池作为电力来源作为电力系统的一部分。使用动态仿真模块^®,这些模型支持燃料电池电动汽车,包括闭环控制系统开发设计和控制逻辑。工程师可以从这些燃料电池模型生成代码进行验证和生产支持AUTOSAR和认证工作流程来实现功能,如电流、电压、和电力监控和热管理。

对工程师有兴趣建立一个模型,一个燃料电池堆栈,Simscape电气燃料电池模型提供了两个级别的忠诚。一个简化的燃料电池模型提供了能斯特电压在名义上的温度和压力条件。更详细的燃料电池模型的能斯特基于输入信号电压输出压力和流量的燃料和空气。两种模型让工程师评估伏安特性和产生热量。

Simscape,工程师可以定制完整的PEM燃料电池模型。这包括燃料电池堆栈和balance-of-plant组件如空气压缩机、增湿器、氢循环路径,冷却系统和水资源管理。这first-principles-based使用电化学燃料电池模型使发展PEM燃料电池组件和系统的水平。这种级别的燃料电池模型细节让工程师模型功能像电流,电压,和电力监控和热管理。

燃料电池模型作为电力系统提供了一个框架的一部分执行贸易研究节约燃料电池堆栈效率,氢和氧利用率,燃料和空气消耗量。

见动力Blockset™, PEM燃料电池模型与电化学反应,氢和空气处理和热管理系统,可以加上一个电池系统和电动机模型虚拟车辆的燃料电池动力系统。