[發(fā)明專利]一種基于多領(lǐng)域交叉的燃料電池發(fā)動機故障模型系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010959976.7
• 申請日: 2020-09-14
• 公開（公告）號: CN112082766B
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐傳燕;李延驍;仇方圓;李晶瑋;任國紅;李愛娟;邱緒云
• 申請（專利權(quán)）人: 山東交通學(xué)院
• 主分類號: G01M15/04
• 分類號: G01M15/04;G01M15/12;G01R31/378;G01R31/392
• 代理公司: 北京棘龍知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11740
• 代理人: 戴麗偉

1.一種基于多領(lǐng)域交叉的燃料電池發(fā)動機故障模型系統(tǒng)，其特征在于：包括電化學(xué)域模型單元(1)、流體力學(xué)域模型單元(2)、熱力學(xué)域模型單元(3)和動力學(xué)域模型單元(4)；

所述電化學(xué)域模型單元(1)具有第一電化學(xué)域接口(11)、第二電化學(xué)域接口(12)和第三電化學(xué)域接口(13)；所述第一電化學(xué)域接口(11)與所述流體力學(xué)域模型單元(2)連接，所述第二電化學(xué)域接口(12)與所述熱力學(xué)域模型單元(3)連接，所述第三電化學(xué)域接口(13)與所述動力學(xué)域模型單元(4)連接；

所述流體力學(xué)域模型單元(2)具有第一流體力學(xué)域接口(21)、第二流體力學(xué)域接口(22)、第三流體力學(xué)域接口(23)；所述第一流體力學(xué)域接口(21)與所述電化學(xué)域模型單元(1)連接，所述第二流體力學(xué)域接口(22)與所述熱力學(xué)域模型單元(3)連接，所述第三流體力學(xué)域接口(23)與所述動力學(xué)域模型單元(4)的連接；

所述熱力學(xué)域模型單元(3)具有第一熱力學(xué)域接口(31)、第二熱力學(xué)域接口(32)和第三熱力學(xué)域接口(33)；所述第一熱力學(xué)域接口(31)與所述電化學(xué)域模型單元(1)連接，所述第二熱力學(xué)域接口(32)與所述流體力學(xué)域模型單元(2)固定連接，所述第三熱力學(xué)域接口(33)與所述動力學(xué)域模型單元(4)連接；

所述動力學(xué)域模型單元(4)具有第一動力學(xué)域接口(41)、第二動力學(xué)域接口(42)和第三動力學(xué)域接口(43)；所述第一動力學(xué)域接口(41)與所述電化學(xué)域模型單元(1)的連接，所述第二動力學(xué)域接口(42)與所述流體力學(xué)域模型單元(2)連接，所述第三動力學(xué)域接口(43)與所述熱力學(xué)域模型單元(3)連接；

所述動力學(xué)域模型單元(4)包括結(jié)構(gòu)振動模型(44)和空壓機動態(tài)模型(45)；

所述結(jié)構(gòu)振動模型(44)用于分析振動引起的燃料電池發(fā)動機故障及性能退化機理；所述空壓機動態(tài)模型(45)用于分析在特定轉(zhuǎn)速下當(dāng)出口壓力達(dá)到喘振壓力時，空壓機會發(fā)生喘振的現(xiàn)象；

所述結(jié)構(gòu)振動模型(44)具有結(jié)構(gòu)振動接口，所述結(jié)構(gòu)振動接口與所述空壓機動態(tài)模型(45)連接；

所述空壓機動態(tài)模型(45)具有動態(tài)振動接口，所述動態(tài)振動接口與所述結(jié)構(gòu)振動模型(44)連接；

所述結(jié)構(gòu)振動模型(44)通過所述結(jié)構(gòu)振動接口獲取來自于所述空壓機動態(tài)模型(45)影響的結(jié)構(gòu)振動影響參數(shù)；

所述空壓機動態(tài)模型(45)通過所述動態(tài)振動接口獲取來自于所述結(jié)構(gòu)振動模型(44)影響的動態(tài)影響參數(shù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多領(lǐng)域交叉的燃料電池發(fā)動機故障模型系統(tǒng)，其特征在于：所述電化學(xué)域模型單元(1)包括燃料電池開環(huán)電路電壓獲取模塊(14)、電流密度獲取模塊(15)；

所述燃料電池開環(huán)電路電壓獲取模塊(14)用于獲取各個單片燃料電池電壓開環(huán)電路電壓；所述電流密度獲取模塊(15)用于獲取各電池單體的電流密度；

所述電化學(xué)域模型單元(1)的模型公式為：

E_thermo為燃料電池單體開環(huán)電路電壓，可通過能斯特方程計算得出，i為電流密度，α(t)為電流損失系數(shù)，R_ohmic為歐姆電阻，β(t)為歐姆電阻損失系數(shù)，V_ohmic為歐姆損失電動勢，V_act為計算活化損失電動勢，V_con為計算濃差損失電動勢，ΔV為考慮采樣振動噪聲干擾因素的誤差補償項。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于多領(lǐng)域交叉的燃料電池發(fā)動機故障模型系統(tǒng)，其特征在于：所述電化學(xué)域模型單元(1)通過第一電化學(xué)域接口(11)、第二電化學(xué)域接口(12)和第三電化學(xué)域接口(13)分別獲取第一電化學(xué)影響參數(shù)、第二電化學(xué)影響參數(shù)和第三電化學(xué)影響參數(shù)；

所述第一電化學(xué)影響參數(shù)、所述第二電化學(xué)影響參數(shù)和所述第三電化學(xué)影響參數(shù)均為一個或多個，所述第一電化學(xué)影響參數(shù)、所述第二電化學(xué)影響參數(shù)和所述第三電化學(xué)影響參數(shù)用作所述電化學(xué)域模型單元(1)的模型公式的影響因子或公式中一項的影響因子。