基于阴极再循环的燃料电池系统建模与动态性能分析

来源：同济大学学报·自然科学版杂志2024年第4期北京时间：

作者：刘泽，许思传

单位：同济大学 汽车学院，上海 201804

摘要：阴极再循环通过调节电堆进气中的氧分压和水蒸气分压特别适合解决车用燃料电池系统在低怠速工况下的缺水和高电势问题。建立了一个带阴极再循环功能的燃料电池非线性系统控制模型，使用阴极再循环泵将阴极出口的气体引回到空压机出口实现了进气加湿和氧分压调节。该模型可捕捉由阴极再循环带来的一系列动态响应。结果表明，阴极再循环可以极大地改善小电流密度下的进气湿度，随着阴极再循环比的增加，加湿动态响应加快；氧分压调节的动态响应较慢，但通过合理的阴极再循环策略仍能将小电流密度下的高电势限制在0.8 V以下。通过抑制小电流密度下的电压，实现了50%的怠速功率降幅。

关键词：车用燃料电池系统,阴极再循环,面向控制建模,动态性能

基金资助：国家重点研发计划（2017YFB0102802）