试验数据驱动的MSRFC系统分析与仿真

来源：车用发动机杂志2024年第4期北京时间：

作者：鹿瑶，蒋兆晨，何志霞，沈建跃

单位：1.江苏大学能源与动力工程学院，江苏镇江212013；<br/>\r\n2.江苏大学能源研究院，江苏镇江212013；<br/>\r\n3.上海博氢新能源科技有限公司，上海201702

摘要：甲醇重整高温质子交换膜燃料电池（MSRFC）是一种以甲醇为燃料的清洁高效能源转换装置。建立了目标功率为3.5 kW的MSRFC试验平台，系统测量和分析了高温燃料电池（HT-PEMFC）电堆功率阶跃期和稳定期甲醇燃料供给、重整气组分、电堆性能以及重整器、燃烧器和电堆温度等动态响应特征。基于试验数据研究了样本空间和不同机器学习方法对HT-PEMFC电堆性能预测的准确性和适用性，最终训练了高斯过程回归HT-PEMFC电堆电压预测模型。通过Simulink构建了耦合机器学习电压预测模型和MSRFC子系统能量守恒方程的系统仿真方法，可以准确预测MSRFC系统阶跃期和稳定期的功率、温度和响应时间，相对误差分别控制在1%和3%以内。试验结果和系统仿真模型可以为MSRFC系统优化和放大提供数据支撑。

关键词：甲醇蒸气重整（MSR）；质子交换膜燃料电池；性能预测；预测模型