质子交换膜燃料电池多物理场建模及模型参数敏感性分析.pdf

第44卷第7期中国电机工程学报Vol.44No.7Apr.5,2024

2024年4月5日ProceedingsoftheCSEE©2024Chin.Soc.forElec.Eng.2699

DOI：10.13334/j.0258-8013.pcsee.221687文章编号：0258-8013(2024)07-2699-11中图分类号：TM911文献标识码：A

质子交换膜燃料电池多物理场建模及

模型参数敏感性分析

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马睿，杨富旺，霍喆，谢任友，赵冬冬，高非

(1．西北工业大学自动化学院，陕西省西安市710072；2．贝尔福-蒙贝利亚技术大学，法国贝尔福90010)

Multi-physicalDomainModelingandParameterSensitivityAnalysisof

ProtonExchangeMembraneFuelCells

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MARui,YANGFuwang,HUOZhe,XIERenyou,ZHAODongdong,GAOFei

(1.SchoolofAutomation,NorthwesternPolytechnicalUniversity,Xi’an710072,ShaanxiProvince,China;

2.UniversityofTechnologyofBelfort-Montbéliard,Belfort90010,France)

ABSTRACT:Limitedbyexternaloperatingconditionsandthe机制，质子交换膜燃料电池的精确机理建模成为其研发和应

couplingmechanismofinternalmulti-physicsparameters,the用的瓶颈。该文通过探究燃料电池内部“电-热-流”多场耦

accuratemechanismmodelingofprotonexchangemembrane合关系，构建准一维电堆动态模型，并基于单参数敏感性和

fuelcellshasbecomethebottleneckofitsdevelopmentand多参数敏感性分析，得到不同模型参数的敏感度指标，完成

application.Inthispaper,aquasi-one-dimensionalstack了建模中部分关键参数的权重分析。为验证模型精度及耦合

dynamicmodelisconstructedbyexploringthemulti-physical参数变动对输出特性的影响，在搭建BallardNEXA1.2kW

couplingrelationshipof“electricity-heat-flow”domaininside燃料电池测试平台的基础上开展变载及参数变动实验。结果

thefuelcell.Basedonsingle-parametersensitivityand表明，所构建的模型能够较为精确的模拟电堆特性，且对称

multi