质子交换膜燃料电池热管理系统建模及故障仿真

文章以质子交换膜燃料电池（Proton Exchange Membrane Fuel Cell,PEMFC）系统为研究对象，分析系统中各组成部件的工作机理，在MATLAB/Simulink软件中搭建了燃料电池电堆电压、阴极、质子交换膜、阳极以及温度的数学机理模型，同时使用Simulink/Simscape物理建模平台搭建热管理系统的物理模型，将两种模型集成为完整的PEMFC系统仿真模型。在所搭建的热管理系统模型中注入典型故障：散热器风扇故障和冷却液流量不足故障，对各故障模式下的燃料电池性能进行了分析。仿真结果表明：PEMFC系统模型结果与试验结果基本一致，验证了模型的合理性；通过对热管理系统故障进行仿真，可以清楚地了解故障发生的机理，为其故障诊断提供了参考依据。