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首页质子交换膜燃料电池simulink控制策略
质子交换膜燃料电池simulink控制策略,燃料电池Simulink控制策略内容包括:系统量定义,ALARM和FAULT判定规则,节电压巡检处理策略,电堆冷却液出口温度设定值策略,工作模式(CRM和CDR)策略,阳极氢气循环回路控制策略,阴极空气传输回路控制策略,冷却液传输回路控制策略,阳极氢气吹扫(Purge)过程,防冻(Freeze)处理过程,泄露检查(LeakCheck)过程、注水入泵(Prime)过程,冷启动过程,状态及迁移,CAN通讯协议。
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山东
氢探新能源科技有限公司
质子交换膜燃料电池
控制系统设计
山东氢探新能源科技有限公司
2018
年
4
月
1 / 29
山东
氢探新能源科
技有限公司
Fu
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Ce
U
Power
In
1'
('1:18610567
制
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山
东氢探新能源科技有限公司
目录
1
产品概述
.
.
..
.
..
..
..
.
.
.
.
..
.…←
………....
..
……......
..
..
..,..... ......,....
...
.........
..
........ 3
1.1
技术规格
..
..........
.
.
...
....….
.
..........
.
.……..
..
...
.......……·…....
..…
........
.…
..........
..
3
1.2
性能......
.
.
.....
.
..
.
. .
.
.. ..
.
.
..
. . .
.
..
.
..
.
..
.
..
.
..
.
........
.
..
.
............................
.
....
..
.
....
.
.........
7
1.3
FC
P
M
机械尺寸..
.
........................
..
…
..
………
..
……….川……….川……….川……….川……….川…….川……
..
川.叶…
..
川.们…
..
………
..
……….川……….川……….川……….川………
..
…….川川.叫.川….,们.……….川
..
……
..
川.叫.川…
..
们.……….川
..
……
..
川.叫.….
2
控制策田略备理论
...
..
...
..
..
..
....….....
………..
...
..
.
..
….
.
..
.
.
.
..
..
.
…
-
叫
..,川....
...
….
.
..
.
.
.
..
...
.…
..
…
..
...
1ω
o
3
氢燃料电?
汕也控市制
l
川
l
策田略吕.……….川……
.υ
…
..
………@川………
..
………
.υ
……….川………
..
……
..
…….川…
..
…
..
….
3.1
燃料电池控串和制Ij项
.川...
...
….川.
.
.
..
. .
..
.
..
..
.…….川….川.....…….川….刊...….川…….川…….川…….川…….川……
.υ
…….川…….川…….刊…
..
……
..
川.们.……,川…….川…
.川
....…….刊…....……,川….川..
.
..
…….叫…..
..
……,川….川..
.
..…….川….川
..
川
..1
口
1
3.1.1
阳极氢气子系统控制涉及的项
-…-叫.........
..
…-叫...........…-叫...
.
....
...
.…-叫...
..
川
....
..
.....1
口
1
3.1.2
阴极
空气子系统控制涉及
的
I
项页
.…….川….川
..
…….川….川....……,
..
…….川….川.…….川…….川…….川….叫
..
….
3.
1.3
冷却子系统控制涉及的项
...........………………………………………
12
3.1.4
系统控制涉及的项
.
..
..
....
.
.
..
..……
.
.. ..
...…
.
.......…....,......
....
..............
.12
3.2
燃料电池控制策略
.........
.
....
..
...…………
……
…............... 12
3.2.1
工作模式策略选择
..
.
.....
.
.
.
...
……
……
……………
… 12
3.2.2
电堆冷却液出口温度设定值策略
…….........
..
....
......
..
....
........
....
........... .13
3.2
.3
空气流量需
求
量
计算.
..
...
..
..
....
..
.
.
..
..
.....………
..
..
.
.
......
...….川……….川……….川……….
川……….川………
.川……….川……….川…….川…….刊山
..
….
3.2.4
电
i
流辰计算
.川...
..
.…....
..
川.
.
.
..
..
..
.
..
…….川….川.…….…....…
…….川…….刊…..
.….川……….川……….川………
.川……….川
………
.υ
……….川…….川
…….刊…
..
……
..
们
..
…….川….川....…….刊…....………,川…….川….川..
..
.................
15
3.2.5
阳极供氢控制策略
..
..
..
...
.
..
.………………………·
… 16
3.2.1
阴极供气系统控制
策略
......
...……
.....
...…......…..
....
........
....
...……
...........16
3.2.2 阳极
氢气吹扫控
制
策略
.......….….川……
.υ
…….川…….川……
..
…….川…….川……
..
川.叫
.
川
..
忡←.们川….川……
.川…….川…….川…….川…….川…….川…
…
..
川.叫
.
川
..
忡←.们川….川……
.川…….川…….川…….川…….川…….川…
…
..
川.叫
.
川
..
忡←.们川….川……
.川…….川…….川…….川…….川……….川…….川…
…
..
川.叫叮
..
叶.
3.2
.3
电堆电芯电压检测策田略吕
.....
..
…-叮.…
………
…
………
..
....,............ 20
3.2.1
告警
和错
误
判定规则.
.
.............川
.....,...........,.. .......
..,
..
.......................21
3.2.2
防冻处理.
.
..
..........
..
.........
.
..
.....,...........
,
...........
,
.........
..
,
............
,
............
23
3.3
泄漏检查机理
........….........….................
.
...….......……...
.
.....……
.
...............23
3.3.1
在
CtrS
t
at17
下的
LeakCheck.
… …,
..
………
…
………
...........23
3.3.2
Ct
r
State2
下的泄漏检查
.......
..……
…·
……....
..
,.
....
....
,............ ,............
..
24
3
.4
控制状态及迁移
....
.
..
…..
.........
..
,.
....
.
..
.
..,
...
..
.
..
.
..,
...
..
.
..
.
..,
...
..
........24
3.4
.1
状态
定义
................………………..………….........….........….........……
.........24
3.4.2
状态迁移图
..
.
.
.....
.
..
.
. .
.
.
.. ..
.
..
.
..
.
. .
.
..
.
..
. . . .
..
.
..
.
..
. .
....
.
..
.
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. .
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制
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Un
.co
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山
东氢探新能源科技有限公司
l
产品概述
HyPM
.
H
D30
属于长
寿 命
/
移动电源系列。经过设计、优
化,
它可以应用在多
种移动领域
。
除了
H
yPM
燃料电池电堆以外
,
产
品
还包含了燃料、氧化剂及水的管理
,以
及气体净化处理辅助部件
,
集成
了软件控制及电源调节
。
H
yPM
结
构最
显著的
特点如下.
J
随负荷变化
,相
应快速
J
无
限制启动
次数
,不
会对电堆产生负面影
响
J
内置先进的诊断
J
燃料利用率高
J
液体冷却,能够有效的带走系统或沟槽
内的
热量,以应用在其它地方
J
低压操作
./
安静
1.
1
技术规格
表
FCPM
技术规格
性质
单位
数值
产品信息
型号
HyPM. HD 30
零
件编号
1038478
物理性质
尺寸
(LXWX
H
)
1
阿
1
阿
1
658 X 406 X 259
质量
2
kg
罢王
75
体积
3
L
主主
69
性能
额定功率
4
kW
31
最大超负荷
不允许
操作电流
4
,
5
Adc
。
-
500
操作电压
V
dc
60-120
最高效率
%
53
3 /
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技有限公司
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in.comweb
: w.\.w.
ru
e
lc
eI
Un
.co
m
山东盟探新能
i
探明技有限公
司
停机到怠速
7
s
豆豆 5
怠
i
卓到额定功率
7
5
~
20
氢气系统要求
氢气
8
%
二三
99.99
co
umo
l/
mol
罢王
0.2
硫化物
(
H2
5
、
502
等〉
umo
l/
mol
":;0.004
短类化合物
umo
l/
mol
罢王
2
供应气压
9
kPa
653-928
电堆操作压力
9
kPa
罢王
120
最
大气盐
10
L/min
罢王
500
氢气温度
-c
-10-46
空气供应系统
流盐
11
L/min
运
2500
空气过
滤器
12
化学
物质和颗粒
成分
环境空气
硫化物
umo
l/
mol
罢王
0.004
操作环镜
储存空气榻度
13
-c
-40-65
环填空气温度
13
-c
10-46
启
动
和运行时最低的
湿组件温度
13
℃
z
最
高室
内温度
14
-c
55
相对
湿度(运行
和储存
)
15
%
~
95
海拔
16
m
0-1600
方位
。 + 30
排放物
用户空气排放的允许压阵
kPa
三三
3
收集水
17
阳极
ml/min
毛主
48
阴极
ml/min
罢王
64
冷却系统要求
4 /
29
山东氢探新能漂科技有限公司
Fuel
Ce
ll
Pow
er
10
Tel:t86t0
S6
7
制
2
Em~
lI:
zb
。咱
~D.cbe
ß
@:
ru
t
lc
tllln.com
web:
VI
'W
w.ruelcelllnωm
山东
氢
探新能源科技有限公司
散热
18
kW
罢王
52
冷却剂出口温度
19
℃
50-70
冷却剂类型
去离子水
%
100
乙
一 醇
/
去离子水
20
%
60/40
电阻率
kO
~
200
冷却剂流量
21
l/min
~
75
用户冷却系统的最
高压
降
kPa
运
35
最高冷却剂进口压力
9
kPa
主三
170
电
)J
输入
信号电压
(
FCPM
启动)
22
12/2
4 V
dc
,
";;
1 A
持续供电
22
,
23
12/24
Vdc,
30
W
空气
供应系统启动电源
24
V
dc.
150
W
空气
供应系统持续电源
24
V
dc.
60
W
通信接口
CAN
总线
v
2.0
A/B
被动式(标准
11
针
)
.传输速
率
250
kbi
t/
s
1
大约是底座
外围尺寸,不包括
空气供应系统
和水
泵。
2
冷藏处理后产品质量在湿基准基础上有上下
1
kg
浮动。产
品质
量不
包含
空气
供应系统和水泵。
3
产
品尺寸以最外围为基准,不包含接插件和
法拉。
4
.
禁止用户超功率使
用
。最大输
出电流禁止使发电系统超过额定功
率。
模块额
定功率是在最初工程测试验收时确定的,工况条件为环境温度为
2
1
'
C.
海拔
高度
为
2
00m
.
燃料和氧化剂温度均为
21
'
C
.
FCPM
~页按
照说明书规
定运行。
否则
,
会影响电堆性能包括电堆耐久性
,
毁坏电堆。
5
.
输
出电流由用户决定
,
但禁止超过由
CAN
总线输出的"允许消耗电流".
FCPM
禁
止在低于
15A
下运行
5min
.
6.
平均最高效率在模块出厂验tI生测试得到
,
约有士
3%
的
误差。工况条件为环境
温度为
21
.C
.
海拔高度为
200m
.
燃料和氧化剂温度均为
2
1
'
C.
操作电流约
为
100
A
dc
(
以
氢气
低热值为准.
2
S"
C.
10
1.
3
k
P
a
)
。不包含散热器风扇
、7.1<
泵
及风机消耗的热量。
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E
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zhongyan.che
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w.
\.w.
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