随着能源危机和环境污染问题日趋严重,燃料电池技术的研究工作受到了高度重视。高温运行的固体氧化物燃料电池(SOFC)以其全固态结构、更高的能量效率以及对煤气、天然气、混合气体等多种燃料气体广泛适应性等突出特点被誉为最有发展前景的燃料电池之一。SOFC电堆工作温度对于SOFC发电系统输出电特性的性能起着重要的作用,因此本文对SOFC的热管理子系统展开了深入的研究。　　首先,在已设计的SOFC发电系统结构框图的基础上,重点讨论了SOFC发电系统中的热管理子系统。基于电堆温度是热管理子系统重点控制对象,深入研究了电堆温度模型的搭建,分别利用常规机理模型和面向控制的T-S模糊模型方法来对其进行建模。通过仿真测试得出,常规机理模型建模方法复杂并且难于对后续控制算法进行研究,T-S模糊模型方法不仅可以简单地得到输入与输出之间的关系,而且能够在相对较宽的工作时间范围内高精度地与机理模型进行拟合。此外为了更加稳定控制电堆温度,热管理子系统中还设计了燃烧室和两级热交换两个环节。　　其次,为了更好的验证热管理模型并为后续的SOFC发电系统控制奠定基础,搭建了基于MPC555和AC500系列PLC的半实物仿真平台,通过模拟结果可以得到,热管理模型能够在接近实时环境的基于MPC555半实物的平台上平稳、快速、精确的控制住预设值,达到了热管理子系统预先要求。同时,也为后续SOFC发电系统控制的研究提供了一个好的测试平台。　　最后,在热管理子系统模型和半实物仿真平台成果的基础上搭建了热管理实物系统,并按照系统功能划分的三个部分对热管理子系统的结构进行详细阐述。实物系统运行结果表明,在完成热管理模型的设想、半实物仿真验证平台的搭建后,本文设计的热管理子系统能够较好完成SOFC发电系统预期的目标。