[发明专利]一种基于多领域交叉的燃料电池发动机故障模型系统

权利要求书

1.一种基于多领域交叉的燃料电池发动机故障模型系统，其特征在于：包括电化学域模型单元(1)、流体力学域模型单元(2)、热力学域模型单元(3)和动力学域模型单元(4)；

所述电化学域模型单元(1)具有第一电化学域接口(11)、第二电化学域接口(12)和第三电化学域接口(13)；所述第一电化学域接口(11)与所述流体力学域模型单元(2)连接，所述第二电化学域接口(12)与所述热力学域模型单元(3)连接，所述第三电化学域接口(13)与所述动力学域模型单元(4)连接；

所述流体力学域模型单元(2)具有第一流体力学域接口(21)、第二流体力学域接口(22)、第三流体力学域接口(23)；所述第一流体力学域接口(21)与所述电化学域模型单元(1)连接，所述第二流体力学域接口(22)与所述热力学域模型单元(3)连接，所述第三流体力学域接口(23)与所述动力学域模型单元(4)的连接；

所述热力学域模型单元(3)具有第一热力学域接口(31)、第二热力学域接口(32)和第三热力学域接口(33)；所述第一热力学域接口(31)与所述电化学域模型单元(1)连接，所述第二热力学域接口(32)与所述流体力学域模型单元(2)固定连接，所述第三热力学域接口(33)与所述动力学域模型单元(4)连接；

所述动力学域模型单元(4)具有第一动力学域接口(41)、第二动力学域接口(42)和第三动力学域接口(43)；所述第一动力学域接口(41)与所述电化学域模型单元(1)的连接，所述第二动力学域接口(42)与所述流体力学域模型单元(2)连接，所述第三动力学域接口(43)与所述热力学域模型单元(3)连接；

所述动力学域模型单元(4)包括结构振动模型(44)和空压机动态模型(45)；

所述结构振动模型(44)用于分析振动引起的燃料电池发动机故障及性能退化机理；所述空压机动态模型(45)用于分析在特定转速下当出口压力达到喘振压力时，空压机会发生喘振的现象；

所述结构振动模型(44)具有结构振动接口，所述结构振动接口与所述空压机动态模型(45)连接；

所述空压机动态模型(45)具有动态振动接口，所述动态振动接口与所述结构振动模型(44)连接；

所述结构振动模型(44)通过所述结构振动接口获取来自于所述空压机动态模型(45)影响的结构振动影响参数；

所述空压机动态模型(45)通过所述动态振动接口获取来自于所述结构振动模型(44)影响的动态影响参数。

2.根据权利要求1所述的基于多领域交叉的燃料电池发动机故障模型系统，其特征在于：所述电化学域模型单元(1)包括燃料电池开环电路电压获取模块(14)、电流密度获取模块(15)；

所述燃料电池开环电路电压获取模块(14)用于获取各个单片燃料电池电压开环电路电压；所述电流密度获取模块(15)用于获取各电池单体的电流密度；

所述电化学域模型单元(1)的模型公式为：

E_thermo为燃料电池单体开环电路电压，可通过能斯特方程计算得出，i为电流密度，α(t)为电流损失系数，R_ohmic为欧姆电阻，β(t)为欧姆电阻损失系数，V_ohmic为欧姆损失电动势，V_act为计算活化损失电动势，V_con为计算浓差损失电动势，ΔV为考虑采样振动噪声干扰因素的误差补偿项。

3.根据权利要求2所述的基于多领域交叉的燃料电池发动机故障模型系统，其特征在于：所述电化学域模型单元(1)通过第一电化学域接口(11)、第二电化学域接口(12)和第三电化学域接口(13)分别获取第一电化学影响参数、第二电化学影响参数和第三电化学影响参数；

所述第一电化学影响参数、所述第二电化学影响参数和所述第三电化学影响参数均为一个或多个，所述第一电化学影响参数、所述第二电化学影响参数和所述第三电化学影响参数用作所述电化学域模型单元(1)的模型公式的影响因子或公式中一项的影响因子。