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氢技术提供了有前途的前景，可以在更可持续的世界中应对未来的能源需求。鉴于他们的潜力，他们的技术发展是许多政策的核心。因此，燃料电池的精确建模对于优化其控制并提高其性能至关重要。本文始于对有关物质运输的原理以及用质子交换膜（PEMFC）计算燃料电池电压的最新进展的深入分析。它通过介绍相关方程，其适用性和基本假设来详细了解这些原理，这构成了未来模型的发展。基于这项工作，已经开发了一种使用成品差异方法的PEMFC的一个维度，动态，两相和等温模型。该模型构成了功能块模型的简单性与数字流体力学模型的准确性（英语：计算流体动力学模型）之间的妥协，从而提供了内部状态的精确描述，同时对计算的需求较低。此外，在过压的计算中引入了一种新的物理参数，液体水饱和系数（S LIM）以及相应的公式。开源，基于此模型并在Python中实施的Alphapem软件，然后开发并发布。模型A此新参数将电压下降连接到高电流密度与催化层中存在的液体水量和燃料电池的工作条件。这种新建立的燃料电池内部状态及其操作条件之间的联系有望优化其控制，从而改善其性能。他提出了一个模块化体系结构，该体系结构有助于新功能的创建，并包括友好的图形界面。alphapem还结合了一种自动校准方法，可以通过研究的特定燃料电池对模型进行精确的校准。在使用此软件时，可以有效地计算有关所有当前密度的内部状态的详细信息。以极化和EIS曲线为特征的静态和动态性能也可以在不同的工作条件下进行模拟。此外，Alphapem为在车载系统中使用高级电池的高级模拟开辟了道路，因为它可以在动态操作条件下进行精确且快速的响应。
PEM燃料电池的高级物理建模以增强其性能
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