权利要求书： 1.燃料电池系统中离心式空气压缩机瞬态建模方法，其特征是：方法的建立包括建立空气压缩机的质量流量关系模型、驱动电机的惯性模型、以及计算控制策略下压缩机的瞬态响应，使空气压缩机满足燃料电池堆需求的质量流量以及工作压强，具体步骤如下：(1)建立空气压缩机的质量流量关系模型，首先拟合空气压缩机的质量流量特性曲线，对压缩机的转速和质量流量进行温度与压强的修正如下：其中θ表示温度修正系数，δ表示压力修正系数，mcp表示空压机的质量流量，mair,cr表示修正后的空气流量数值，Ncr表示修正后的空气压缩机转速，Ncp表示空气压缩机转速，基于公开的离心式压缩机的质量流量曲线中的样本点，利用二元五次多项式拟合构建出升压比、转速与质量流量的关系式如下：式中x是经过中心正则化处理的转速，y是经过中心正则化处理的升压比，p00,p10…p14,p05分别表示多项式拟合系数，在多项式拟合中，除去了压缩机的喘振工作区及超过最大流量的工作区，喘振线与最大流量线也采取多项式拟合方法；(2)驱动电机的惯性模型2.1空气压缩机的惯性环节计算表达式如下：式中Jcp表示空压机转子部分的转动惯量，ωcp表示转子的角速度，t表示时间，τcm表示驱动电机的驱动力矩，τcp表示压缩机的负载力矩，2.2驱动电机的驱动力矩计算表达式如下：式中κt表示驱动电机的力矩常数，κv表示驱动电机的电压常数，ηcm表示驱动电机效率，Rcm表示电机电枢电阻，ωcm表示电机的角速度，vcm表示驱动电机端电压，2.3压缩机角速度与驱动电机的角速度关系如下：ωcp＝rωcm(2?3)式中r表示压缩机的驱动比，2.4压缩机的负载力矩计算表达式如下：式中Pcp表示空压机的功率，cp表示空气的比热容，Tcp,in表示进气温度，ηcp表示空压机的效率，pcp,out、pcp,in分别表示空气压缩机出口与入口压强，γ表示空气的比热比系数，经过空压机压缩后气体的出口温度为：基于步骤(1)和(2)可以构建出完整的空气压缩机模型，(3)计算控制策略下压缩机的瞬态响应当空压缩转速一定时，驱动力矩等于空压机负载力矩，以此求解驱动电机的稳定电压：式中Pcp表示空压机的功率，将实时监测得到的空压机质量流量，与电堆需要的质量流量进行对比，两者的差值作为比例积分微分控制的偏差量，从而计算出控制量
声明：
“燃料电池系统中离心式空气压缩机瞬态建模方法” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
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编辑：中冶有色网
来源：天津大学
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2025年05月23日 ~ 25日 
