甲醇重整燃料电池电源管理系统的设计与实现
本文关键词:甲醇重整燃料电池电源管理系统的设计与实现
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【摘要】:二十一世纪,电源技术成为电子设备进一步跨越式发展的瓶颈。此外,单兵作战系统、无人机在军队武器系统中的地位日渐凸显,为发挥出这些科技产品的在执行军事任务过程中的优势,需要为其配备高效、轻便的电源。甲醇重整燃料电池,由于其在能量密度、便携性、环保等方面的独特优势使它备受瞩目。因此,开发出可用的甲醇重整燃料电池系统显得很有必要。本文详细地研究了近些年来甲醇重整技术及电源管理系统设计的发展,从中确定出电源管理系统设计的合理方法:采用复合能源及反馈相结合的方法。根据重整器、质子交换膜燃料电池的原理和内部反应,总结出甲醇重整燃料电池的整体工作过程。从理论分析和实验入手,得出整个电池系统在工作过程中的重要参数:重整器温度和燃料流速。并探索出参数的变化规律,作为程序设计的依据。运用传统的单片机控制技术,将温度采集、电流采集、泵阀驱动、稳压、辅助电源、显示等功能集成,用以保证系统稳定工作。该系统具有良好的人机互动界面,并能自动完成对电池组进料速度、温度管理、辅助电源管理的调控。该系统能保证甲醇重整燃料电池在实际应用中稳定工作,结合10W电堆,其系统功能已得到初步验证。
【关键词】:甲醇重整燃料电池 电源管理系统 温度控制 流速控制
【学位授予单位】:哈尔滨工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TM911.4;TN86
【目录】:
- 摘要4-5
- Abstract5-8
- 第1章 绪论8-23
- 1.1 课题背景8-9
- 1.2 国内外研究现状9-20
- 1.2.1 甲醇重整制氢技术的研究现状9-13
- 1.2.2 燃料电池电源管理系统的研究现状13-19
- 1.2.3 甲醇重整燃料电池系统的研究现状19-20
- 1.3 研究的目的和意义20-21
- 1.4 主要研究内容21-23
- 第2章 甲醇重整燃料电池的工作原理23-36
- 2.1 引言23
- 2.2 甲醇重整燃料电池的工作原理23-29
- 2.2.1 甲醇重整器的工作原理24-25
- 2.2.2 质子交换膜燃料电池的工作原理25-26
- 2.2.3 甲醇重整燃料电池的工作过程分析26-29
- 2.3 系统参数的确定29-35
- 2.3.1 预热阶段的参数29-32
- 2.3.2 稳定运行状态的参数32-35
- 2.4 本章小结35-36
- 第3章 RMFC电源管理系统设计36-49
- 3.1 引言36-37
- 3.2 RMFC电源管理系统设计方案37-38
- 3.3 系统各模块电路设计38-48
- 3.3.1 中央控制38-39
- 3.3.2 温度采集39-41
- 3.3.3 电流采集41-42
- 3.3.4 气液泵驱动42-44
- 3.3.5 稳压44-45
- 3.3.6 辅助电源45-46
- 3.3.7 显示46
- 3.3.8 电加热及散热风扇46-48
- 3.4 本章小结48-49
- 第4章 系统的程序设计及功能验证49-61
- 4.1 引言49
- 4.2 系统的程序设计49-52
- 4.3 整机功能验证52-60
- 4.3.1 预热阶段53-56
- 4.3.2 待机状态56-58
- 4.3.3 有负载工作状态58-60
- 4.4 本章小结60-61
- 结论61-62
- 参考文献62-67
- 致谢67
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本文编号:909350
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