质子交换膜燃料电池系统的输出特性建模及其应用

发布时间：2024-02-24 01:54

　　质子交换膜燃料电池(PEMFC)由于其能量转换效率高,燃料来源丰富同时不会带来环境污染的特点,近年来被广泛应用于交通领域和发电领域,以此来应对当前社会所面临的化石能源短缺与环境污染问题。在PEMFC的实际应用过程中,研究不同的敏感因素及其对系统性能的影响,对于PEMFC输出性能的改善与优化具有重要的意义。基于这个目的,本文主要进行了以下研究工作:1.从PEMFC的基本工作原理出发,详细讨论了PEMFC的系统结构。为了分析不同敏感因素对于输出特性的影响,与团队合作搭建了桌面动力系统平台,借助该平台从多个角度开展PEMFC输出特性影响因素的测试与分析工作。2.以车载燃料电池系统为例,从稳态性能与动态性能两个角度进行了PEMFC电堆输出特性的建模工作,并围绕建立的输出特性模型开展仿真与对比验证实验,论证了本文所建立的输出特性模型的准确性与可靠性。3.针对于燃料电池系统输出性能优化的实际需求,完成了燃料电池附属系统的建模工作以及系统输出特性模型的集成建模工作。4.基于实际应用场景中燃料电池系统的热平衡需求,完成了温度控制策略的需求分析与设计过程。针对上述温度控制策略进行了控制效果的仿真对比实验...

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图2-3典型PEMFC单电池结构图

电子科技大学硕士学位论文14电堆氢气供应系统空气供应系统控制及通信系统热管理系统H2O2物质传递信号传递热量图2-2PEMFC系统组成示意图2.3.1电堆模块电堆模块是发生电化学反应的场所，负责整个系统的电能产生。如上所述，电堆模块是由多节PEMFC单电池串联组成，因此想要了解电....

图3-3PEMFC电堆输出特性模型的Simulink框图

第三章PEMFC电堆输出特性的建模与实验验证31同时，由于Simulink集成在MATLAB内，因而能够很方便地实现MATLAB算法导入到模型中，并将仿真结果导出到MATLAB中进行进一步分析的过程。根据3.2节中的式(3.1)到式(3.30)，建立了PEMFC电堆输出特性的机理....

图4-1燃料电池阴极侧空气供应系统建模框图

第四章面向系统输出特性优化的温度控制策略研究39不会对空气流量与压力造成实质影响。因此在对空气供应系统进行建模工作时，仅需考虑空压机、阴极侧流道、供应与排出管道对于空气流量与压力的影响。基于以上分析，将空气供应系统模型抽象为四个子模型，分别为空压机模型、供应管道模型、阴极流道模型....

图4-2燃料电池阳极侧氢气供应系统建模框图

??龉?讨胁换岫郧馄?牧髁坑胙沽υ斐擅飨杂跋欤?试谑导式?９?讨幸话?将其忽略；压力传感器与温度传感器均为计量器件，不会对氢气的流量与压力造成实质影响；同时设定阳极回路采用阳极死端模式，在排气阀的关闭时段内不用考虑排气阀对于氢气流量与压力的影响。因此在对氢气供应系统进行建模工作时....

本文编号：3908332