基于燃料电池的复合电源管理系统设计与实现

发布时间：2024-07-10 20:43

　　随着社会发展和科技进步,能源在人类生产和生活中起着举足轻重的作用。氢氧燃料电池具有便携性强、产物不污染环境等优点,能量转换效可达到60⁸0%,是最广泛应用的能源之一。然而氢氧燃料电池在启动和关闭阶段输出不稳定,最大工作电流受到电极面积影响,作为独立电源使用存在一定弊端,而锂电池输出平稳,并可实现快速充放电。因此,考虑建立基于燃料电池的复合电源管理系统,两种电源相结合,优势互补,这对能源技术的发展具有重要意义。本文首先针对氢氧燃料电池和锂电池工作原理展开研究,测试分析两种电源工作特性,对比得到两种电源性能优缺点。建立基于燃料电池的复合电源管理系统,并分为系统感知输入、复合策略决策、复合策略执行三步完成。设计复合电源管理系统硬件板,具有给锂电池充电、负载功率检测、开关仲裁、锂电池电量检测等功能。设计完成普通充电(1A)和快速充电(4A)两种充电模式,充电功率最高可达56W;可检测负载电流范围0²0A,负载电压范围为0-22V。通过优化电路布局、接口设计等工作,与初版电路板相比,优化后硬件板尺寸缩小了40.92%。软件部分编写了各功能模块的底层驱动...

【文章页数】：64 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1Kim等人设计的燃料电池供电的小型无人驾驶飞机实物图

个氢氧燃料电池是19世纪40年代由英国威廉姆电解获得的H2和O2，通过氢氧反应，获得电能的的照明灯[17]。美国通用电气公司于20世纪60年供美国航空航天局使用，但由于铂催化剂用量过对外放电的过程中，膜被不断降解，电池寿命受到，全氟化磺酸膜的使用性能十分优秀，....

图1-2Kim等人燃料电池系统框架图以及控制系统板实物图

图1-2Kim等人燃料电池系统框架图以及控制系统板实物图，一款名为Nartium的燃料电池概念车由美国Daimler整个电池的供氢系统采用的是美国MillenniumCelldemand[25-26]。韩国使用NaBH4制氢技术的燃料电池驱动长达10h[2....

图1-4Brunton微型氢氧燃料电池

a)便携燃料电池系统实物图b)储氢燃料罐图1-4Brunton微型氢氧燃料电池在国内方面，燃料电池于70年代开始被研究人员关注，主要在航天器上投，并首先在碱性燃料电池方面获得了一些进展[28]。1990年长春应用化学研始对PEMFC进行研究；2002年8....

图1-5台湾国立成功大学研制无人机目前，复合电源管理系统更多应用在车辆和无人机方面，未来研究意义深远

的Taeyun等在2005年提出了可用于混合动力系统以[32]，蓄电池以及燃料电池的混合动力机车由JR-EASTNSF铁路公司也研制出了一种采用蓄电池和燃料电池集团公司研制燃料电池蓄电池混合动力机车[33]。2伊利诺斯理工学院设计了一种在无人机上使用的混合源由燃料电池....

本文编号：4004707