PEMFC热管理系统温度控制策略的仿真研究

质子交换膜燃料电池系统(Proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)在运行过程中水泵和散热器风扇存在耦合作用,并且当电堆负载发生变化时,其温度波动较大且响应速度慢。针对以上问题,文中采用自抗扰控制方法来控制电堆冷却水的流量,将耦合和负载突变作为扰动来处理,以便加快温度响应速度,提高温度控制精度;对控制对象和控制器进行了建模,并在Simulink中进行了仿真验证,仿真结果表明:采用自抗扰控制器可以降低水泵和散热器风扇的耦合作用,并将冷却水温差控制在10℃以内。同时,流量受电堆电流变化影响明显减小,当电堆电流发生突变时也能很快实现流量跟随,达到稳定状态。在最大电流工作状态下,冷却水温度也能控制在燃料电池要求的范围内。采用的自抗扰控制器,整体达到较好的控制效果,满足PEMFC系统对温度的控制效果。