在發(fā)展和利用新能源成為國(guó)內(nèi)外重要戰(zhàn)略的社會(huì)環(huán)境下,氫能及燃料電池行業(yè)蒸蒸日上。交通運(yùn)輸業(yè)對(duì)燃料電池的需求日益旺盛,燃料電池汽車成為行業(yè)重點(diǎn)發(fā)展目標(biāo)。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(gè)系統(tǒng)的較優(yōu)性能,對(duì)每個(gè)子系統(tǒng)都需進(jìn)行相應(yīng)的建模與研究�？諝夤┙o子系統(tǒng)作為其中重要組成部分,對(duì)其進(jìn)行研究至關(guān)重要。本文圍繞空氣供給子系統(tǒng)展開(kāi)了以下研究:首先,完成了空氣供給系統(tǒng)實(shí)物平臺(tái)的設(shè)計(jì)與搭建。在實(shí)驗(yàn)室自主搭建了燃料電池空氣供給系統(tǒng)實(shí)物平臺(tái),完成了部件選型、傳感器標(biāo)定、管道連接等工作。在選型的基礎(chǔ)上,搭建了測(cè)試平臺(tái)完成了對(duì)不同類型空壓機(jī)的性能測(cè)試。同時(shí),基于系統(tǒng)單片機(jī)控制器和LabVIEW完成了系統(tǒng)軟件程序的開(kāi)發(fā)。然后,完成系統(tǒng)建模。采用了機(jī)理建模與實(shí)驗(yàn)參數(shù)建模結(jié)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(jī)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,結(jié)合空壓機(jī)工作機(jī)理,采用非線性擬合方法建立了空壓機(jī)模型。同時(shí),根據(jù)燃料電池的工作機(jī)理,建立了相應(yīng)的管道模型。為精確模型特性,在考慮燃料電池氣體擴(kuò)散層（GDL... 

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單離心式空氣壓縮機(jī)壓比-流量-轉(zhuǎn)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(shè)計(jì)與搭建19表2-1空氣供給系統(tǒng)傳感器統(tǒng)計(jì)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(jī)入口、電堆進(jìn)出口處質(zhì)量流量傳感器2空壓機(jī)入口和電堆入口圖2-7雙離心式空氣壓縮機(jī)壓比-流量-轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)擬合MAP圖2.2.2.3其他部件在確定了空氣過(guò)濾裝置和空氣壓縮機(jī)的型號(hào)之后，需要進(jìn)行各類傳感器的選型、管道連接設(shè)計(jì)和管接件加工及整體系統(tǒng)搭建。針對(duì)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?qǐng)D2-2所示的連接方式，加上適當(dāng)?shù)墓芙蛹庸ぃ纯纱罱ǔ鰧?shí)際的空氣供應(yīng)系統(tǒng)管路。表2-1空氣供給系統(tǒng)傳感器統(tǒng)計(jì)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(jī)入口、電堆進(jìn)出口處質(zhì)量流量傳感器2空壓機(jī)入口和電堆入口

電子科技大學(xué)碩士學(xué)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(guān)注的是整個(gè)系統(tǒng)的負(fù)載電流、輸出電壓、輸出功率等。對(duì)于空氣供給系統(tǒng)，則是重點(diǎn)關(guān)注空氣進(jìn)堆流量以及進(jìn)出堆的壓力、溫度等。這些數(shù)據(jù)均通過(guò)CAN通訊來(lái)源于系統(tǒng)控制器，并進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示。2.4本章小結(jié)本章搭建了實(shí)際的燃料電池空氣供給系統(tǒng)，并配套實(shí)現(xiàn)了其相應(yīng)的軟件平臺(tái)。本章先整體介紹了燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)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(xì)介紹了空氣供給系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)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(guān)鍵部件的選型及進(jìn)行的相應(yīng)測(cè)試。然后針對(duì)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(yīng)的狀態(tài)流程，在系統(tǒng)控制器中編寫(xiě)了空氣系統(tǒng)相應(yīng)的模塊控制程序，將模塊程序結(jié)合起來(lái)，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(jī)進(jìn)行顯示，形成了控制與顯示一體的軟件系統(tǒng)。


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