基于Simscape的质子交换膜燃料电池冷却系统建模与温度控制策略

为了提高质子交换膜燃料电池(PEMFC)冷却系统模型精度且能够方便有效地对其实现控制,提出基于Simulink/Simscape构建膨胀水箱、冷却液循环泵、散热器等关键冷却系统模块,对燃料电池冷却系统进行物理建模仿真;水冷型燃料电池电堆的温度与冷却液出入堆温差主要受散热器的空气流量与循环水的流量影响,针对空气流量与循环水流量存在强耦合关系,提出了冷却液流量跟随电流控制,线性自抗扰控制空气流量的联合控制策略,实现了散热风扇和循环水泵控制的解耦;为保证控制策略的有效性,减少整定参数的工作量,提出了精英遗传算法优化ADRC(自抗扰控制)参数的方法,优化后的控制策略应对输入有扰动时,系统的最大超调量仅有1.23%且能在30 s内再次达到稳定,因此能够对燃料电池电堆温度实现有效控制。仿真结果表明通过优化后的控制策略在无干扰或有白噪声干扰的阶跃负载电流影响下,都能够对电堆温度与冷却液温差实现有效控制,具有很强的鲁棒性与抗干扰能力。

基于模型的电动汽车驱动系冷却控制系统设计

根据纯电动汽车驱动系发热特点,以及电动汽车冷却系统性能需求,建立了电动汽车驱动系冷却系统数学模型,利用模型设计水冷控制系统结构。完成电子水泵基于冷却液温度和水泵电机电流、转速的双闭环控制,以及其电机性能参数基于汽车CAN总线和SAE J1939协议与整车控制器实时有效通信。搭建电动汽车冷却系统试验台,通过优化电机控制器的设计,使电子水泵效率达到30%,实现产品级设计和开发。

基于Matlab/Simulink燃料电池系统数字孪生模型开发

文章主要用了Matlab/Simulink软件对PEM燃料电池系统进行数字孪生模型开发,并且采用半机理半经验的模型搭建方法,将PEM燃料电池系统中的重要辅助子系统:电堆、空气供给系统与冷却系统等模型的搭建过程详尽的讲解。