水冷pemfc热管理系统流量跟随控制策略-化工学报.pdf

第 68 卷 第 4 期 化 工 学 报 Vol.68 No.4 April 2017 2017 年 4 月 CIESC Journal ·1490 · DOI ：10.11949/j.issn.0438-1157 水冷PEMFC 热管理系统流量跟随控制策略 1 1 1 1 1,2 陈维荣 ，牛茁 ，韩喆 ，刘优贤 ，刘志祥 1 2 （西南交通大学电气工程学院，四川 成都 610031 ； 佛山科学技术学院佛山（云浮）氢能产业与新材料发展研究院， 广东 佛山 528000 ） 摘要：针对传统温度控制策略在水冷型质子交换膜燃料电池（proton exchange membrane fuel cell ，PEMFC ）工作 中水泵和散热器风扇存在的强耦合性，并为了提高电堆的工作性能和寿命，提出一种流量跟随电流的温度控制策 略，根据电堆电流变化调节冷却水流量来控制电堆冷却水进出口温差，通过 PID 控制器调节散热风扇控制电堆入 口温度。在水冷 PEMFC 热管理平台上对传统控制策略、流量跟随控制策略做了实验对比。结果表明，流量跟随 电流控制策略使冷却水出口温度最大超调量减少 64.3%，冷却水出入口温差最大偏差减少 46.7% ，调整时间平均 缩短 73 s，达到了较高的控制精度和响应速度，削弱了水泵和散热风扇的强耦合作用，流量跟随电流控制策略能 够满足 PEMFC 系统对温度控制的要求。 关键词：燃料电池；水热；控制；瞬态响应；流量跟随 中图分类号：TM 911.4 文献标志码：A 文章编号：0438—1157 （2017 ）04—1490—09 Flow following control strategy for thermal management of water-cooled PEMFC 1 1 1 1 1,2 CHEN Weirong , NIU Zhuo , HAN Zhe , LIU Youxian , LIU Zhixiang 1 2 ( College of Electrical Engineering, Southwest Jiaotong University, Chengdu 610031, Sichuan, China; Foshan(Yunfu) Research Institute for Hydrogen Energy Industry and New Materi