Стек Топливного элемента на 6 кВт 45 В постоянного тока

Этот пример показывает модель Proton Exchange Membrane (PEM) Fuel Cell Stack, питающую среднее значение 100 В постоянного тока конвертер DC/DC.

Оливье Трамблэ, Нджоя Мотэпон Сулемен, Луи-А. Dessaint (Ecole de technologie superieure, Монреаль)

Описание

Номинальное напряжение Стека Топливного элемента составляет 45 В постоянного тока, и номинальная степень составляет 6 кВт. Конвертер загружается элементом RL 6 кВт с постоянной времени 1 секунды. Во время первых 10 secs использование водорода является постоянным к номинальной стоимости (Uf_H2 = 99,56%) использование топливного регулятора скорости потока. После 10 secs исключен регулятор скорости потока жидкости, и уровень топлива увеличен до максимального значения 85 л/мин для того, чтобы наблюдать изменение напряжения стека. Это будет влиять на КПД стека, расход топлива и воздушное потребление.

Напряжение топливного элемента, текущее, напряжение конвертера DC/DC и конвертер DC/DC текущие сигналы, доступны на Scope2. Топливная скорость потока, Водород и кислородное использование, топливо и воздушное потребление и КПД доступны на Scope1.

Симуляция

В t = 0 с, конвертер DC/DC применяет 100 В постоянного тока к загрузке RL (начальный ток загрузки является 0A). Топливное использование установлено в номинальную стоимость 99,56%. Текущие увеличения к значению 133 А. Скорость потока жидкости автоматически приведена в порядок, чтобы обеспечить номинальное топливное использование. Наблюдайте напряжение на шине DC (Scope2), который очень хорошо отрегулирован конвертером. Пиковое напряжение 122 В постоянного тока в начале симуляции вызывается переходным состоянием регулятора напряжения.

В t = 10 с, топливная скорость потока увеличена с 50 литров в минуту (л/мин) до 85 л/мин в течение 3,5 с, уменьшая путем выполнения так водородное использование. Это вызывает увеличение Напряжения Нернста, таким образом, текущий топливный элемент уменьшится. Поэтому потребление стека и КПД уменьшатся (Scope1).

Примечания

1) Можно варьироваться больше чем 7 сигналов путем проверки флажка во вкладку "Signal variation" маски Simulink®. Обратитесь к документации для получения дополнительной информации.

2) Упрощенная версия модели позволяет симулировать топливный элемент меньшим количеством параметров с помощью только кривые V-I. Выберите "Model detailed Level" к "Упрощенному". Обратите внимание на то, что изменение сигнала не доступно в этом режиме; следовательно Топливный вход скорости потока больше не доступен. Также использование, потребление стека и КПД 0 для режима "Simplified".