質(zhì)子交換膜燃料電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)建模及故障仿真

雍加望，趙倩倩，馮能蓮

（1.北京工業(yè)大學(xué)交通工程系，北京 100124；2.北京工業(yè)大學(xué)汽車工程系，北京 100124）

0 引言

能源危機和環(huán)境污染問題使得潛力巨大的燃料電池技術(shù)得到快速發(fā)展。在所有類型的燃料電池中，質(zhì)子交換膜燃料電池（Proton Exchange Membrane Fuel Cell，PEMFC）具有廣闊的應(yīng)用前景。在催化劑的作用下，PEMFC中的氫氣與空氣中的氧氣發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)只生成水，PEMFC具有能量轉(zhuǎn)換效率高、低溫快速啟動、環(huán)境友好、噪聲小以及與車輛中其他子系統(tǒng)兼容集成性能好等優(yōu)勢[1，2]。由于這些潛在的優(yōu)勢，使得PEMFC被開發(fā)應(yīng)用在新能源汽車領(lǐng)域，并得到了許多政府和汽車企業(yè)的認可。

針對燃料電池系統(tǒng)模型的搭建，國內(nèi)外研究人員進行了廣泛而深入的研究。Omran A[3]建立了PEMFC數(shù)學(xué)模型（包括電堆模型、升壓轉(zhuǎn)換器模型、外部負載模型和性能參數(shù)計算模型），并通過仿真與實驗手段驗證了外部負載變化工況下的系統(tǒng)整體效率。Le A D[4]建立了考慮流體流動、傳熱、電化學(xué)和電流密度分布等因素的通用PEMFC模型，并研究了液態(tài)水對蛇形通道PEMFC的影響。房鑫[5]將機理模型和辨識模型結(jié)合，建立了PEMFC混合動態(tài)模型。郭建忠[6]采用MATLAB/Simulink中的S-Function模塊搭建了PEMFC的電堆模型以及氣路和水路模型。衛(wèi)超強[7]和石磊[8]通過COMSOL軟件搭建了PEMFC單體電池模型，分別研究了工作溫度和流道結(jié)構(gòu)對電堆內(nèi)水分布和電池輸出性能的影響。

基于Simscape的物理建模方法具有模型結(jié)構(gòu)簡單、計算準確性高的特點。Simscape建模是根據(jù)實際系統(tǒng)的物理結(jié)構(gòu)搭建模型，不需要按照傳統(tǒng)的Simulink數(shù)學(xué)計算模塊進行建模，并且通過數(shù)學(xué)信號-物理信號轉(zhuǎn)換模塊，可將構(gòu)建的Simscape系統(tǒng)模型與普通Simulink模型直接集成[9]。現(xiàn)有的燃料電池系統(tǒng)研究主要是基于數(shù)學(xué)原理進行建模仿真，很少有學(xué)者基于Simscape物理建模方法對其進行研究，并且對故障工況下燃料電池性能影響的研究較少。因此，本文在文獻[10]中模型的基礎(chǔ)上，采用Simulink軟件搭建了燃料電池溫度模型，并基于Simscape物理建模平臺建立熱管理系統(tǒng)模型，之后對熱管理系統(tǒng)進行了故障仿真，可為PEMFC故障診斷提供依據(jù)，有助于延長PEMFC使用壽命并提高安全性。

1 PEMFC系統(tǒng)

燃料電池系統(tǒng)由燃料電池堆、氫氣供給系統(tǒng)、空氣供給系統(tǒng)、增濕系統(tǒng)、熱管理系統(tǒng)以及控制系統(tǒng)組成，圖1為其組成示意圖。在實際應(yīng)用中，燃料電池堆是根據(jù)負載的功率需求由若干片單片電池串聯(lián)組成；氫氣供給系統(tǒng)采用氫氣瓶供給燃料，經(jīng)過減壓閥輸入燃料電池堆中進行電化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)剩余的氫氣通過氫氣循環(huán)泵再次送入電堆中；空氣供給系統(tǒng)由空氣過濾器及壓縮機組成，可向燃料電池系統(tǒng)輸送氧氣；增濕系統(tǒng)可控制電堆內(nèi)的含水量（若含水量過多則會造成電極水淹和淹膜，含水量太少則會造成膜過干，兩者都會使燃料電池性能下降），該子系統(tǒng)的主要設(shè)備是增濕器；熱管理系統(tǒng)的主要任務(wù)是保持電堆的工作溫度處于最佳區(qū)間內(nèi)，其主要包括散熱器、冷卻液泵和冷卻液箱；燃料電池系統(tǒng)在工作時會產(chǎn)生大量的熱，需要冷卻液循環(huán)及時帶走多余的熱量，否則電池過熱會導(dǎo)致膜過干，使燃料電池系統(tǒng)無法正常工作，當(dāng)環(huán)境溫度較低時，為了防止反應(yīng)生成物（水）的凍結(jié)，需要加熱冷卻液進而對電堆加熱；控制系統(tǒng)中的控制策略用來控制各種閥門、泵、散熱器風(fēng)扇等，進而調(diào)節(jié)氣、水、熱的供給，保證燃料電池的輸出性能。

圖1 燃料電池系統(tǒng)組成示意圖Fig.1 Composition diagram of the fuel cell system diagram

2 熱管理系統(tǒng)建模及驗證

2.1 PEMFC電堆模型

PEMFC電堆模型采用文獻[10]中的模型，其中包括電堆電壓模型、陰極模型、質(zhì)子交換膜水模型和陽極模型，其模型框圖見圖2。

圖2 PEMFC電堆模型框圖Fig.2 Stack block diagram of the PEMFC

2.2 溫度模型

燃料電池電堆內(nèi)的能量平衡方程可表示為

式中：qtheo為理論上燃料電池電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的能量，kW；qelec為燃料電池產(chǎn)生的電能，kW；qsens為燃料電池堆中流體的溫度轉(zhuǎn)化為標(biāo)準溫度時需要的能量，即顯熱，kW；qlatent為燃料電池堆中水相變產(chǎn)生的能量，即潛熱，kW；qcool為冷卻液帶走的電堆中產(chǎn)生的熱量，kW。

qtheo的計算式為

式中：WH2，reacted為電堆中反應(yīng)消耗氫氣的質(zhì)量流量，kg/s；MH2為氫氣的摩爾質(zhì)量，kg/mol；ΔHrxn為電化學(xué)反應(yīng)中氫氣反應(yīng)時的焓變，標(biāo)準條件下，該值為285.8 kJ/mol。

qelec的計算式為

式中：n為燃料電池堆中單電池的數(shù)量；Vfc為燃料電池堆的輸出電壓，V；I為燃料電池堆的負載電流，A。

燃料電池堆中陽極流體的顯熱qsens，an和陰極流體的顯熱qsens，ca的計算式分別為

式中：WH2，an，out為陽極出口氫氣質(zhì)量流量，kg/s；Ww，g，an，out為陽極出口水蒸氣質(zhì)量流量，kg/s；Ww，l，an，out為陽極出口液體水質(zhì)量流量，kg/s；WH2，an，in為陽極進口氫氣質(zhì)量流量，kg/s；Ww，g，an，in為陽極進口水蒸氣質(zhì)量流量，kg/s；Ww，l，an，in為陽極進口液體水質(zhì)量流量，kg/s；Cp，H2，g為氫氣比熱容，kJ/（kg·K）；Cp，H2O，g為水蒸氣比熱容，kJ/（kg·K）；Cp，H2O，l為液態(tài)水比熱容，kJ/（kg·K）；Tan，out為陽極出口溫度，K；Tan，in為陽極進口溫度，K；Tatm為環(huán)境溫度，K；WO2，ca，out為陰極出口氧氣質(zhì)量流量，kg/s；Cp，O2，g為氧氣比熱容，kJ/（kg·K）；Ww，g，ca，out為陰極出口水蒸氣質(zhì)量流量，kg/s；Ww，l，ca，out為陰極出口液體水質(zhì)量流量，kg/s；WW，N2，ca，out為陰極出口氮氣質(zhì)量流量，kg/s；Cp，N2，g為氮氣比熱容，kJ/（kg·K）；WO2，ca，in為陰極進口氧氣質(zhì)量流量，kg/s；Ww，g，ca，in為陰極進口水蒸氣質(zhì)量流量，kg/s；Ww，l，ca，in為陰極進口液體水質(zhì)量流量，kg/s；WN2，in為陰極進口氮氣質(zhì)量流量，kg/s；Tca，out為陰極出口溫度，K；Tca，in為陰極進口溫度，K。

qsens的計算式為

陽極中水蒸發(fā)產(chǎn)生的潛熱量qlatent，an的計算式為

式中：Wmembrane為通過質(zhì)子交換膜的水流量，kg/s；Hvaporization為水的摩爾焓，kJ/mol；Mvaporization為水的摩爾質(zhì)量，kg/mol。

陰極中的潛熱量的計算要比陽極復(fù)雜，因為陰極中存在水的生成和水的相變，如果陰極中水蒸氣達到了飽和狀態(tài)，開始有液態(tài)水的存在，即液態(tài)水質(zhì)量大于0，則陰極中水蒸發(fā)產(chǎn)生的潛熱量qlatent，ca的計算式為

否則，陰極中反應(yīng)生成的水和流入陰極的液態(tài)水均會蒸發(fā)為水蒸氣，陰極中水蒸發(fā)產(chǎn)生的潛熱量qlatent，ca的計算式為

水的摩爾焓Hvaporization的計算式為

式（8）～（10）中：下標(biāo)c1和c2代表水的不同狀態(tài)，也對應(yīng)著不同溫度，即計算Hvaporization,c1時，T取環(huán)境溫度Tatm；計算Hvaporization,c2時，T取電堆溫度Tfc。

qlatent的計算式為

qcool的計算式為

式中：Ww,in為冷卻液流量，kg/s；Tw,in為冷卻液進堆溫度，K；mst為燃料電池電堆的質(zhì)量，kg；Cp,st為燃料電池電堆的平均比熱容，取35 kJ/（kg·K）[11]。

至此，本文所搭建的溫度模型如圖3所示。

圖3 溫度模型Fig.3 Temperature model

2.3 熱管理系統(tǒng)模型及參數(shù)設(shè)置

采用MATLAB/Simulink/Simscape搭建燃料電池堆的熱管理系統(tǒng)模型（圖4），構(gòu)建其散熱器、冷卻水泵、冷卻水箱等關(guān)鍵模塊（圖5）。

圖4 熱管理系統(tǒng)模型Fig.4 Thermal management system model

圖5 管道模塊、控制質(zhì)量流量源模塊和平移機械轉(zhuǎn)換器模塊Fig.5 Pipe module，controlled mass flow rate source module and translation mechanical converter module

圖5（a）為管道模塊，可以表示流體通過管道壁面的傳熱情況，其中，A為入口，B為出口，H為管壁換熱接口。在熱管理系統(tǒng)模型中，使用該模塊模擬散熱器管道。圖5（b）為控制質(zhì)量流量源模塊，可以表示熱流體系統(tǒng)中理想的機械能量來源，其中，流體從A端口流向B端口為正方向；M為控制信號，控制冷卻液通過的質(zhì)量流量大小。該模塊不考慮進出口的壓差，并且假設(shè)其與流體之間沒有熱交換。在本模型中，使用該模塊模擬冷卻水泵。圖5（c）為平移機械轉(zhuǎn)換器模塊，模擬了流體和機械平移系統(tǒng)之間的界面，可以用作線性執(zhí)行器的構(gòu)件，該轉(zhuǎn)換器裝有可變?nèi)莘e的液體，溫度的變化取決于液體的熱容，將流體動態(tài)可壓縮性設(shè)置為打開模式后，壓力也會根據(jù)液體體積的動態(tài)可壓縮性來變化。該模塊可以用來模擬熱管理系統(tǒng)中的冷卻水箱，本模型設(shè)定水箱橫截面積為0.1 m2，初始冷卻液液位為0.07 m。

燃料電池的發(fā)電效率為40%～60%，其余的能量是以熱能的形式散出去的。由式（3）計算得到所搭建的燃料電池堆模型可以發(fā)出36.8 kW的電能，假設(shè)燃料電池的發(fā)電效率為50%，則燃料電池可以同時產(chǎn)生大約36.8 kW的廢熱。用于散熱的冷卻液流量的計算式為

式中：ΔT為冷卻液的進出堆溫差，℃。

當(dāng)ΔT為10℃時，Ww，in約為0.88 kg/s；當(dāng)ΔT為5℃時，Ww，in約為1.75 kg/s。

熱管理系統(tǒng)模型中選用翅片式散熱器，散熱器管道數(shù)目n與散熱管的橫切面積和冷卻液流量有關(guān)[12]，其計算式為

式中：ρw為冷卻液的密度，選用水作為冷卻液，則該值為1 000 kg/m3；v為散熱器管道中冷卻液的流速，參照文獻[13]，本文取1 m/s；S為散熱器管道的橫截面，模型中散熱器管道橫截面的尺寸為1.5 mm×25 mm。

根據(jù)式（15），計算得出該熱管理系統(tǒng)的散熱器管道數(shù)目應(yīng)大于47，本模型選取50。熱側(cè)流體的總流通面積Aw為

根據(jù)上文確定的散熱器尺寸，求得當(dāng)量直徑de為

考慮空氣側(cè)的換熱情況，空氣的體積流量Vair的計算式為

式中：qair為散熱器散發(fā)到空氣中的熱量，kW，由于要保持熱平衡，該值與qcool相等；ρair為空氣密度，取1.2 kg/m3；ΔTair為空氣與散熱器換熱前后的溫差，℃。

空氣與散熱器換熱前的初始溫度為25℃，與散熱器換熱后的溫度取散熱器空氣入口溫度和出口溫度的平均值（52.5℃），則ΔTair的計算結(jié)果為27.5℃。

冷卻空氣與散熱器換熱的面積Arad,air的計算式為

式中：vair為空氣流速，取2.5 m/s。

由式（18），（19）可計算出Arad,air為0.44 m2。

2.4 熱管理系統(tǒng)控制

PEMFC熱管理系統(tǒng)可使燃料電池維持在適宜的工作溫度，從而使燃料電池具有較好的輸出性能。本文采用傳統(tǒng)的PID控制方法對PEMFC熱管理系統(tǒng)進行控制，PID控制被廣泛應(yīng)用于工業(yè)過程控制，具有算法簡單、魯棒性好和可靠性高等優(yōu)點。

PEMFC熱管理系統(tǒng)的具體控制方法：在熱管理系統(tǒng)模型中加入溫度傳感器模塊，該模塊可以測量電堆溫度，并將其與設(shè)定的電堆目標(biāo)溫度進行比較，PID根據(jù)得出的溫度差值進行運算調(diào)節(jié)處理，得到經(jīng)過冷卻水泵的冷卻液流量，從而通過改變冷卻液流量來調(diào)節(jié)電堆的工作溫度。因此，PID控制器的輸入量為電堆的目標(biāo)工作溫度Tset與測量的工作溫度Tmeas的差值e，輸出量為冷卻水泵的冷卻液流量Ww，in。PID控制框圖如圖6所示。

圖6 燃料電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的PID控制框圖Fig.6 PID control diagram of the fuel cell thermal management system

將控制模型在Simulink下進行仿真，可得到燃料電池電堆溫度在該PID控制下的響應(yīng)曲線，如圖7所示。

圖7 電堆溫度控制結(jié)果Fig.7 The control result of stack temperature

由圖7可以看出：采用PID控制燃料電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)后，當(dāng)系統(tǒng)的負載電流為50 A時，電堆可以在0.9 s左右達到設(shè)定的目標(biāo)溫度（80℃），之后上升到82℃并在約100 s時逐漸穩(wěn)定到80℃，在達到穩(wěn)定狀態(tài)后，振蕩幾乎消除；當(dāng)負載電流由50 A增大到80 A時以及由80 A增大到100 A時，在PID控制下，電堆溫度突增后瞬間回到目標(biāo)值，表明PID控制方法的控制效果很好；當(dāng)負載電流從100 A下降到60 A時，電堆溫度出現(xiàn)突降后同樣穩(wěn)定上升到設(shè)定的目標(biāo)值。綜上可知，PID控制方法可以將燃料電池電堆溫度維持在目標(biāo)值±2℃，同時能對負載波動快速響應(yīng)，使電堆溫度迅速達到穩(wěn)定。

2.5 模型驗證

為了驗證所搭建模型的合理性與準確性，將燃料電池堆模型和熱管理系統(tǒng)模型的模擬數(shù)據(jù)與實驗數(shù)據(jù)進行對比驗證。針對燃料電池堆模型的驗證，采用文獻[14]中設(shè)置的運行參數(shù)，即環(huán)境溫度為25℃，電堆工作溫度為72℃，氫氣供給壓力為3.039×105Pa，空氣供給壓力為3.039×105Pa，過氧比為2。將燃料電池堆模型得出的極化曲線與文獻[14]中的實驗結(jié)果進行對比驗證，結(jié)果如圖8所示。

圖8 模型與實驗極化曲線對比Fig.8 Comparison of model and experimental polarization curves

由圖8可以看出：本文所搭建模型得出的極化曲線與實驗得出的極化曲線基本一致，當(dāng)電流密度為0～0.05 A/cm2時，模型輸出的電壓略低于實驗值，其中最大誤差為0.023 V，相對誤差約為2.1%；當(dāng)電流密度為0.05～0.8 A/cm2時，模型輸出的電壓略高于實驗值，其中最大誤差約為0.036 V，相對誤差約為4.6%；當(dāng)電流密度為0.8～1.0 A/cm2時，模型輸出的電壓略低于實驗值，其中最大誤差約為0.014 V，相對誤差約為2.5%。綜上所述，電堆電壓的仿真結(jié)果與實驗數(shù)據(jù)的相對誤差在5%以內(nèi)，保證了本文所建模型的合理性和準確性。

針對熱管理系統(tǒng)模型的驗證，首先將模型中冷卻液的流量設(shè)定為與文獻[15]中一樣，為一恒定值，且負載電流設(shè)定為從80 A逐漸上升到200 A，步長為40 A，對比模型與實驗的冷卻水進、出堆溫差結(jié)果見圖9。由圖9可知：隨著負載電流的增加，冷卻水進、出堆溫差也隨之增加，這是由于電堆電流的增加會導(dǎo)致電池發(fā)電時產(chǎn)熱量的增加，從而影響冷卻水進、出電堆的溫度；冷卻水進、出堆溫差的模型輸出結(jié)果與實驗結(jié)果的變化趨勢一致。當(dāng)負載電流為80 A時，最大誤差約為0.212℃，相對誤差約為3.8%；當(dāng)負載電流為120 A時，最大誤差約為0.544℃，相對誤差約為8.7%；當(dāng)負載電流為160 A時，最大誤差約為0.240℃，相對誤差約為3.0%；當(dāng)負載電流為200 A時，最大誤差約為0.273℃，相對誤差約為2.7%。綜上所述，冷卻水進、出堆溫差的仿真結(jié)果與實驗數(shù)據(jù)的相對誤差大部分在5%以內(nèi)，說明模型可以有效反映燃料電池的溫度特性，能夠較好地模擬電堆的產(chǎn)熱情況。

圖9 模型與實驗冷卻水進、出堆溫差對比Fig.9 Comparison of model and experimental cooling water inlet and outlet temperature difference

3 熱管理系統(tǒng)故障仿真

燃料電池系統(tǒng)中的熱管理系統(tǒng)主要是通過控制冷卻液進入電堆流量大小的方式使燃料電池電堆保持在最佳工作溫度，進而使其輸出性能最佳。熱管理系統(tǒng)是燃料電池系統(tǒng)中重要的子系統(tǒng)，在實際情況中，系統(tǒng)中各設(shè)備由于使用時間過長而出現(xiàn)老化或損壞（直接失效），由此可能出現(xiàn)冷卻液出堆溫度變高或冷卻液壓力降低等現(xiàn)象，直接導(dǎo)致燃料電池輸出性能的降低。在穩(wěn)態(tài)工況下，本文對熱管理系統(tǒng)中可能出現(xiàn)的典型故障進行仿真和分析。

3.1 散熱器風(fēng)扇故障

圖10為散熱器風(fēng)扇故障模式下燃料電池的性能曲線。在熱管理系統(tǒng)中，通過控制散熱器風(fēng)扇使冷卻液降溫從而冷卻電堆，因此，本文通過改變散熱器風(fēng)扇效率參數(shù)來模擬散熱器風(fēng)扇的健康狀態(tài)。當(dāng)效率為80%時，散熱器風(fēng)扇為正常工作狀態(tài)；當(dāng)效率降為30%時，散熱器風(fēng)扇已老化使效率降低；當(dāng)效率為0時，散熱器風(fēng)扇出現(xiàn)了嚴重故障，已完全失效。由圖10（a）可知：隨著散熱器風(fēng)扇效率的降低，冷卻液出堆溫度升高，當(dāng)散熱器風(fēng)扇效率為80%時，經(jīng)過約40 s，冷卻液出堆溫度趨于穩(wěn)定值346 K；當(dāng)效率降為30%時，經(jīng)過約50 s，冷卻液出堆溫度趨于穩(wěn)定值353 K；當(dāng)散熱器風(fēng)扇完全故障后（效率為0），冷卻液出堆溫度升高到372 K，遠高于PEMFC的最佳工作溫度353 K。從圖10（b）可以看出：當(dāng)散熱器風(fēng)扇發(fā)生故障，熱管理系統(tǒng)效果變差，膜中含水量也隨之下降；當(dāng)散熱器風(fēng)扇完全故障后（效率為0），膜中含水量的變化不再是一條穩(wěn)定曲線，而是從15 s左右開始，從14%急劇下降到7%左右，膜從初始的濕潤狀態(tài)下降到干燥狀態(tài)，出現(xiàn)了膜干現(xiàn)象。膜中含水量的多少直接會影響到膜的傳導(dǎo)率，即影響燃料電池內(nèi)質(zhì)子穿過交換膜的能力，因此，燃料電池的輸出電壓也出現(xiàn)了下降，在大約50 s時，電壓從352 V左右下降到了345 V左右[圖10（c）]。

圖10 散熱器風(fēng)扇故障模式下的燃料電池性能曲線Fig.10 Fuel cell performance curves under radiator fan failure mode

3.2 冷卻液流量不足

圖11為冷卻液流量不足模式下燃料電池的性能曲線。

圖11 冷卻液流量不足模式下的燃料電池性能曲線Fig.11 Fuel cell performance curves under insufficient coolant flow mode

在熱管理系統(tǒng)中，造成冷卻液出現(xiàn)流量不足的原因有：管道破裂、管道堵塞、水箱破裂、水箱缺水、水泵出現(xiàn)故障等。通過改變冷卻液流量對以上故障進行分析，冷卻液流量也間接表示了故障嚴重程度，選取充足的冷卻液流量為1.5 kg/s，表示各設(shè)備為正常狀態(tài)；冷卻液流量為1.0 kg/s，表示系統(tǒng)出現(xiàn)了輕度故障；冷卻液流量下降到0.5 kg/s，表示系統(tǒng)出現(xiàn)了重度故障。由圖11可知：隨著冷卻液流量的降低，冷卻液壓力從1.29×105Pa下降到了1.13×105Pa；冷卻液流量不足也會造成冷卻液出堆溫度過高，當(dāng)冷卻液流量為0.5 kg/s時，冷卻液出堆溫度一直在上升，約80 s時，溫度趨于平穩(wěn)，此時溫度已上升到370 K，超過了燃料電池的最佳工作溫度，從而影響燃料電池的輸出性能，導(dǎo)致輸出電壓的下降。

4 結(jié)論

本文以PEMFC系統(tǒng)為研究對象，將數(shù)學(xué)機理模型和物理模型集成構(gòu)建了完整的PEMFC系統(tǒng)仿真模型，并基于該模型對PEMFC熱管理系統(tǒng)進行了故障仿真研究。

①將基于MATLAB/Simulink軟件搭建的PEMFC電堆數(shù)學(xué)機理模型和基于Simscape平臺搭建的熱管理系統(tǒng)物理模型集成了PEMFC系統(tǒng)仿真模型，經(jīng)與實驗結(jié)果進行比較，驗證了模型的合理性。

②本文搭建的熱管理系統(tǒng)模型可以進行故障仿真。當(dāng)熱管理系統(tǒng)的散熱器風(fēng)扇發(fā)生故障后，隨著故障程度的加深，冷卻液出堆溫度逐漸升高，遠高于最佳工作溫度，同時，燃料電池電堆的交換膜的含水量快速下降，出現(xiàn)了膜干現(xiàn)象，導(dǎo)致燃料電池的輸出電壓急劇下降。隨著熱管理系統(tǒng)中冷卻液流量的不足，冷卻液壓力會有顯著的下降，同樣會造成冷卻液出堆溫度過高而影響燃料電池的輸出性能。

③從仿真結(jié)果可知，可以通過監(jiān)測冷卻液壓力、冷卻液出堆溫度、電堆電壓等參數(shù)及時了解熱管理系統(tǒng)的工作狀態(tài)，及時對其進行故障診斷。