燃料电池系统仿真培训课程-中科信软培训

燃料电池系统仿真培训课程

一、课程基本信息

课程名称：燃料电池系统仿真培训课程
培训对象：CAE仿真工程师、系统工程师、控制策略工程师、电堆设计工程师、BOP工程师。
培训目标：
1. 全面掌握燃料电池系统仿真建模方法与工具应用。
2. 精通电化学-热-流体多物理场耦合仿真。
3. 熟悉系统级动态仿真与控制策略验证。
4. 掌握仿真在系统匹配与优化中应用。

二、培训内容

1. 燃料电池仿真概述
仿真在燃料电池开发中价值；仿真类型（电堆级/系统级/部件级）；多物理场耦合概念；仿真工具介绍（COMSOL/GT-SUITE/AMESim/Fluent）；仿真工作流程。

2. 电化学模型基础
电化学反应热力学；Butler-Volmer动力学；能斯特方程；极化损失（活化/欧姆/浓差）；电化学阻抗谱模型；模型参数辨识。

3. 电堆三维CFD仿真
几何建模与网格划分；物质输运方程；电流与电势分布；温度场与热源；两相流与水管理；电化学反应耦合；仿真结果后处理。

4. 系统级一维仿真
系统建模方法（前向/后向）；空气路建模（空压机/增湿器/阀门）；氢路建模（氢瓶/比例阀/引射器/氢泵）；热路建模（散热器/水泵/去离子器）；电堆集总参数模型。

5. 空压机与供气系统仿真
空压机MAP图建模；空压机动态响应；喘振与阻塞边界；供气系统压力/流量控制；增湿器传质传热模型；进气歧管动态特性。

6. 热管理系统仿真
电堆产热模型；散热器换热模型；冷却液循环动态；去离子器模型；冷启动过程仿真（结冰/融化）；热管理控制策略验证。

7. 控制策略仿真
PID控制仿真；前馈+反馈控制；空气过量系数控制；温度控制策略；系统启停控制；故障注入仿真。

8. 系统动态响应仿真
负载阶跃响应；动态工况（NEDC/WLTC）仿真；电压动态特性；气体饥饿与响应滞后；水热动态平衡；控制参数优化。

9. 水管理仿真
膜湿度分布；水跨膜传输；阴极水淹预测；阳极水管理；排水与吹扫策略；低温启动结冰风险。

10. 老化与耐久性仿真
电化学活性面积衰减；催化剂退化模型；膜化学/机械衰减；接触电阻增加；寿命预测模型；加速老化仿真。

11. 多物理场耦合仿真
电化学-热-流-力耦合；流道内两相流；温度对反应影响；压力对密封影响；耦合求解策略；收敛性与计算效率。

12. 仿真工具链与自动化
脚本化仿真（MATLAB/Python调用）；参数化建模；优化与DOE分析；仿真与测试数据对标；模型校准与验证；仿真报告自动生成

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