典型文献
质子交换膜燃料电池多时间尺度下的动态特性
文献摘要：
目前对质子交换燃料电池动态性能的研究多针对于运行参数对系统的影响,未涉及多时间尺度下电池的动态特性和相应多时间尺度模型的研究.为探明质子交换膜燃料电池动态变化时系统内各因素在不同时间尺度下对输出性能的影响效力,利用质量扩散方程及理想气体状态方程求得氧气和氢气有效分压,根据能量守恒定律、热力学定律、电化学反应方程建立动态模型.通过设置载荷突变(大、中、小时间尺度动态时长分别为0.6 s,165 s,16 min)研究负载电流突变时电压立即突变的机理,从作用于动态性能时长的时间常数着手,控制变量分析双层电荷层效应的电容C、燃料氧化剂的延迟时间常数te、热力学特性(温度T)对动态性能的影响(变量初值为C=4 F,te=80 s,T=307.7 K),明确其在不同时间尺度下的作用强度,借助Matlab/Simulink平台仿真呈现研究结果并验证所建模型的正确性和有效性.仿真结果表明:负载突变时电压突变是由于开路电压和欧姆极化电阻的作用且欧姆电阻占主导(欧姆过电压变化值2 V,开路电压变化0.05 V),小时间尺度(ms)下C对动态性能起主导作用,中时间尺度(s)下te对动态特性影响较大,大时间尺度(102—103 s)下T的作用较强,并据此推导出了电池的多时间尺度模型.本研究为后续电池能量管理、评价动态性能、精准控制提供参考依据及理论支撑.
文献关键词：
质子交换膜燃料电池;多时间尺度分析;动态响应特性;载荷突变
中图分类号：
作者姓名：
王季康;李华;彭宇飞;李晓燕;张新宇
作者机构：
内蒙古工业大学电力学院,呼和浩特 010080;内蒙古工业大学能源与动力工程学院,呼和浩特 010051
文献出处：
引用格式：
[1]王季康;李华;彭宇飞;李晓燕;张新宇-.质子交换膜燃料电池多时间尺度下的动态特性)[J].物理学报,2022(15):331-340
A类：
B类：
质子交换膜燃料电池,动态特性,对质,动态性能,运行参数,尺度模型,不同时间尺度,输出性能,利用质量,扩散方程,理想气体状态方程,氢气,能量守恒定律,电化学反应,反应方程,动态模型,载荷突变,小时间,负载电流,时间常数,数着,控制变量,变量分析,电荷,氧化剂,延迟时间,te,热力学特性,初值,Matlab,Simulink,负载突变,电压突变,开路电压,欧姆极化,极化电阻,欧姆电阻,过电压,电压变化,ms,中时,大时间,能量管理,精准控制,多时间尺度分析,动态响应特性
AB值：
0.301389
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