质子交换膜 （PEM） 燃料电池电堆在 simulink 模型建模

资 源 简 介

质子交换膜 （PEM） 燃料电池电堆在 simulink 模型建模

详 情 说 明

质子交换膜（PEM）燃料电池电堆在Simulink中的建模

在Simulink中构建PEM燃料电池电堆模型时，可以利用Electricdrivelib™库提供的专用模块。本文介绍一个45V直流输出的6千瓦燃料电池堆模型，其输出通过DC/DC转换器升压至100V，并连接6kW负载（采用1秒时间常数的RL元件模拟）。

模型的关键操作分为两个阶段。第一阶段（前10秒）保持氢气利用率（Uf_H2）为标称值99.56%，此时燃料流量调节器维持稳定供给。第二阶段（10秒后）绕过流量调节器，将燃料供给量提升至最大值的85%，以观察堆栈电压的动态响应。

这种设计可清晰展示燃料供给变化对系统性能的影响，包括：堆栈输出电压的波动、整体效率变化、以及燃料和空气消耗量的关联性。特别值得注意的是，绕过调节器直接增加燃料供给时，需监控可能出现的"山泥倾泻"效应（电压骤降现象），这是评估燃料电池动态特性的重要指标。

该模型为分析PEM燃料电池在不同工况下的电化学-电气耦合特性提供了有效工具，尤其适用于研究燃料供给策略对系统稳定性的影响。