在發(fā)展和利用新能源成為國內外重要戰(zhàn)略的社會環(huán)境下,氫能及燃料電池行業(yè)蒸蒸日上。交通運輸業(yè)對燃料電池的需求日益旺盛,燃料電池汽車成為行業(yè)重點發(fā)展目標。燃料電池系統(tǒng)作為燃料電池汽車的核心部件,極具研究潛能。燃料電池系統(tǒng)由電堆、氫氣供給子系統(tǒng)、空氣供給子系統(tǒng)、溫度管理子系統(tǒng)和DC/DC子系統(tǒng)組成。為獲取整個系統(tǒng)的較優(yōu)性能,對每個子系統(tǒng)都需進行相應的建模與研究�？諝夤┙o子系統(tǒng)作為其中重要組成部分,對其進行研究至關重要。本文圍繞空氣供給子系統(tǒng)展開了以下研究:首先,完成了空氣供給系統(tǒng)實物平臺的設計與搭建。在實驗室自主搭建了燃料電池空氣供給系統(tǒng)實物平臺,完成了部件選型、傳感器標定、管道連接等工作。在選型的基礎上,搭建了測試平臺完成了對不同類型空壓機的性能測試。同時,基于系統(tǒng)單片機控制器和LabVIEW完成了系統(tǒng)軟件程序的開發(fā)。然后,完成系統(tǒng)建模。采用了機理建模與實驗參數(shù)建模結合的方式,建立了空氣供給系統(tǒng)的狀態(tài)模型。在基于空壓機的實驗數(shù)據(jù)的基礎上,結合空壓機工作機理,采用非線性擬合方法建立了空壓機模型。同時,根據(jù)燃料電池的工作機理,建立了相應的管道模型。為精確模型特性,在考慮燃料電池氣體擴散層（GDL... 

【文章來源】：電子科技大學四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：87 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

單離心式空氣壓縮機壓比-流量-轉速數(shù)據(jù)擬合MAP圖

第二章燃料電池空氣供給系統(tǒng)的設計與搭建19表2-1空氣供給系統(tǒng)傳感器統(tǒng)計表傳感器類型傳感器數(shù)量傳感器位置溫度傳感器2電堆入口和電堆出口處壓力傳感器3空壓機入口、電堆進出口處質量流量傳感器2空壓機入口和電堆入口圖2-7雙離心式空氣壓縮機壓比-流量-轉速數(shù)據(jù)擬合MAP圖2.2.2.3其他部件在確定了空氣過濾裝置和空氣壓縮機的型號之后，需要進行各類傳感器的選型、管道連接設計和管接件加工及整體系統(tǒng)搭建。針對空氣供給系統(tǒng)，所需各類傳感器數(shù)量及安裝位置如表2-1所示。在按照圖2-2所示的連接方式，加上適當?shù)墓芙蛹庸�，即可搭建出實際的空氣供應系統(tǒng)管路。表2-1空氣供給系統(tǒng)傳感器統(tǒng)計表傳感器類型傳感器數(shù)量傳感器位置溫度傳感器2電堆入口和電堆出口處壓力傳感器3空壓機入口、電堆進出口處質量流量傳感器2空壓機入口和電堆入口

電子科技大學碩士學位論文24圖2-11LabVIEW數(shù)據(jù)顯示界面如圖2-11所示，LabVIEW數(shù)據(jù)顯示界面主要關注的是整個系統(tǒng)的負載電流、輸出電壓、輸出功率等。對于空氣供給系統(tǒng)，則是重點關注空氣進堆流量以及進出堆的壓力、溫度等。這些數(shù)據(jù)均通過CAN通訊來源于系統(tǒng)控制器，并進行實時顯示。2.4本章小結本章搭建了實際的燃料電池空氣供給系統(tǒng)，并配套實現(xiàn)了其相應的軟件平臺。本章先整體介紹了燃料電池發(fā)動機系統(tǒng)整體結構組成，介紹了整體系統(tǒng)由哪些子系統(tǒng)組成，各系統(tǒng)之間的部件如何連接。再詳細介紹了空氣供給系統(tǒng)的整體設計方案，敘述了空氣系統(tǒng)在硬件上由哪些組成部件，并依次介紹了其中關鍵部件的選型及進行的相應測試。然后針對搭建好的空氣供給硬件系統(tǒng)，依據(jù)燃料電池系統(tǒng)相應的狀態(tài)流程，在系統(tǒng)控制器中編寫了空氣系統(tǒng)相應的模塊控制程序，將模塊程序結合起來，形成完整的控制流程。最后將控制器中的數(shù)據(jù)采用LabVIEW上位機進行顯示，形成了控制與顯示一體的軟件系統(tǒng)。


本文編號：3068617