房鑫 张洪伟 隋宗强 李立伟

摘要： 为实现车用质子交换膜燃料电池（proton exchange membrane fuel cell， PEMFC）系统稳定可靠的运行，本文针对PEMFC的动态特性，结合PEMFC机理模型和辨识模型的建模原理，基于流体力学、热力学、传质学、电化学等理论，综合考虑整车电压输出、空气供应和增湿等相关子系统，建立了车用PEMFC系统混合动态模型。该模型既改善了系统机理模型复杂和参数冗多的问题，又解决了辨识模型实验数据量大、成本高的缺点。该研究具有一定的实际应用价值。

关键词： 质子交换膜；混合动力汽车；燃料电池；清洁能源；系统建模

中图分类号： TM911.4； TP15文献标识码： A

收稿日期： 20170523； 修回日期： 20170815

基金项目： 863计划项目资助（2014AA052303）；山东省自然科学基金项目资助（Y2008F23）；山东省科技发展计划项目资助（2011GGB01123）；山东省自主创新及成果转化专项（2014ZZCX05501）

作者简介： 房鑫（1991）， 男， 硕士研究生， 主要研究方向为电力系统的智能监测和状态维修。

通讯作者： 李立伟（1970）， 男， 工学博士， 教授， 硕士生导师， 主要研究方向为电力系统的智能监测和状态维修， 可再生能源接入与智能配电网技术， 电能质量调节与控制， 高速列车运行监测、控制系统及新能源汽车电控系统开发等。Email： ytllw@163.com车用PEMFC的工作原理为[13]：外部气体在车载压缩机的作用下进入车用PEMFC系统内，经过管道进入冷却器和增湿器，最终在电堆与氢气发生反应。在电堆内部，氢气分解为电子和质子，质子穿过交换膜到达阴极，与阴极处的氧气结合生成无污染的水，电子经外部电路从而产生电流，达到发电的目的。……