质子交换膜燃料电池供气系统的建模与控制方法研究

发布时间：2024-02-01 09:29

　　资源紧缺以及环境恶化是当今社会面临的主要问题,为了解决这些问题人们不断地对新能源进行了开发与研究。新能源中,燃料电池以无污染、低噪声、高效的特点成为了最具发展潜力的新能源之一。现阶段对于燃料电池的研究工作主要集中在对于燃料电池电堆的材料、化工等方面,而对于燃料电池系统的建模以及控制方法的研究还处在发展阶段。燃料电池系统由电池电堆及其子系统组成,燃料电池子系统中包括温度控制系统、湿度控制系统及供气系统。供气系统承担着提供电池反应物的重任,因此,本文以供气系统为研究对象。供气系统采用空压机控制系统空气流量,不适当的空气流量供应会引起氧匮乏、输出效率低的现象发生。过氧比值能有效的反应气体供应的情况,是衡量燃料电池系统是否正常运行的重要指标。本文通过调节空压机的电压大小控制氧气的输入流量进而实现过氧比的动态优化配置,主要的研究内容以及成果如下:(1)针对质子交换膜燃料电池系统的结构,依据燃料电池相关理论以及理想气体方程建立了燃料电池电堆模型以及气体供应模型。通过对取得最大净功率值时的过氧比值进行分析得到过氧比关于负载电流的方程。在MATLAB上搭建模型并进行仿真,分析了负载电流突升与突降时对过...

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图-供气系统的整体结构

合适的系统模型。图2-1为供气系统的整体结构图。左边部分为空气供应，右边部分为氢气供应系统。两种气体的供应过程都包括供给、传输、反应出过程。空气供应的过程中没有反应的气体直接排除，采用流通模式。而的价值比较高，为了能够实现氢气的充分利用氢气供应尾端一般采用死端循环模型[31]....

图-燃料电池等效电路

的电压（fcV）等于电压减去损失的电压中介绍的三种过电压。燃料电池的等效电路图fcnernstactohmicconVEVVV得单个燃料电池电压，单个燃料电池产生的电压，电堆由多个单电池串联构成，得到的电堆stackfcVnV单电池的数量，这....

图-当93.5VcmV,100AstI时过氧比变化曲线

哈尔滨工业大学工程硕士学位论文保持不变时过氧比产生的变化。

图-输入系统的负载电流

图-当93.5VcmV,100AstI时过氧比变化曲线

本文编号：3891895