Этот пример показывает модель Proton Exchange Membrane (PEM) Fuel Cell Stack, кормящую среднее значение конвертер DC/DC на 100 В постоянного тока.
Оливье Трембле, Нджоя Мотапон Соулман, Луи-А. Dessaint (Ecole de technologie superieure, Монреаль)
Номинальное напряжение батареи топливных элементов равно 45Vdc, а номинальная мощность - 6kW. Преобразователь нагружается RL элементом 6kW с постоянной времени 1 с. В течение первых 10 с утилизация водорода постоянна до номинального значения (Uf_H2 = 99,56%) с помощью регулятора расхода топлива. Через 10 секунд регулятор расхода обходится и расход топлива увеличивается до максимального значения 85 л/мин, чтобы наблюдать изменение напряжения батареи. Это повлияет на эффективность дымовой трубы, расход топлива и расход воздуха.
Напряжение топливного элемента, ток, напряжение преобразователя постоянного тока и сигналы тока преобразователя постоянного тока доступны на Scope2. Расход топлива, использование водорода и кислорода, расход топлива и воздуха, а также эффективность доступны на Scope1.
При t = 0 с преобразователь постоянного тока подает 100Vdc на нагрузку RL (начальный ток нагрузки равен 0A). Расход топлива установлен в номинальное значение 99,56%. Ток увеличивается до значения 133A. Расход устанавливается автоматически для поддержания номинального расхода топлива. Проверьте напряжение шины постоянного тока (Scope2), которое очень хорошо регулируется преобразователем. Пиковое напряжение 122Vdc в начале моделирования вызвано переходным состоянием регулятора напряжения.
При t = 10 с расход топлива увеличивается с 50 л/мин (л/мин) до 85 л/мин в течение 3,5 с, уменьшая тем самым использование водорода. Это вызывает увеличение напряжения Нернста, так что ток топливного элемента будет уменьшаться. Следовательно, потребление стека и эффективность уменьшатся (Scope1).
1) Можно изменить более 7 сигналов, установив флажок на вкладке «Signal variation» маски Simulink ®. Дополнительные сведения см. в документации.
2) Упрощенная версия модели позволяет моделировать топливный элемент с меньшими параметрами, используя только V-I кривые. Выберите от «Model detailed Level» (уровень детализации модели) до «Simplified» (упрощенный). Следует отметить, что изменение сигнала в этом режиме недоступно; следовательно, вход расхода топлива больше не доступен. Также коэффициент использования, расход стека и эффективность равны 0 для «упрощенного» режима.