基于Simulink的热力学的燃料电池系统级仿真模型

资 源 简 介

基于Simulink的热力学的燃料电池系统级仿真模型

详 情 说 明

燃料电池作为一种清洁能源转换装置，其系统级仿真对设计和优化具有重要意义。通过Simulink搭建热力学仿真模型，可以直观地模拟燃料电池堆的温度分布、气体流量、压力变化等关键参数。

模型通常包含三大核心模块：电化学反应模块模拟质子交换膜内部的电荷传输与化学反应过程；热管理模块计算电池堆的散热需求与温度场分布；流体网络模块则用于模拟氢气/空气供应管路中的质量流量与压力损耗。各模块通过物理信号线连接，形成闭环仿真系统。

这种建模方法的优势在于：1）可视化拖拽建模降低多领域耦合系统的搭建难度；2）支持参数化扫描快速验证不同工况；3）通过Thermo库直接调用热力学方程，避免底层公式的手动推导。对于研究者而言，可重点关注阴极气流过量系数对温度均匀性的影响，或通过修改冷却子系统结构来优化热平衡。

建议学习者从单电池单元模型起步，逐步扩展为包含空压机、加湿器、冷却循环等辅助设备的完整系统模型，这种方法能有效掌握从部件特性到系统集成的全链路仿真技术。