本文關(guān)鍵詞：燃料電池溫度控制研究　出處：《武漢理工大學(xué)》2014年碩士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

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【摘要】：隨著環(huán)境污染和能源危機(jī)的不斷加劇，清潔能源的使用越來(lái)越受到人們的關(guān)注，質(zhì)子交換膜燃料電池作為清潔能源的典型代表，具有廣闊的應(yīng)用前景。溫度是影響質(zhì)子交換膜燃料電池性能的關(guān)鍵因素之一，燃料電池的最佳工作溫度一般在60℃～80℃之內(nèi)，良好的溫度控制系統(tǒng)對(duì)燃料電池工作性能至關(guān)重要，本文以提高燃料電池性能為目標(biāo)，開(kāi)展燃料電池溫度控制研究，主要內(nèi)容如下： 分析了溫度對(duì)燃料電池性能的影響，探討了影響燃料電池溫度的因素，在此基礎(chǔ)上提出了燃料電池溫度控制系統(tǒng)方案，設(shè)計(jì)了基于PLC的雙循環(huán)回路燃料電池溫度控制系統(tǒng)，包含上位機(jī)監(jiān)控單元、PLC溫度控制單元、溫度處理單元等模塊，，并詳細(xì)分析了內(nèi)循環(huán)回路和外循環(huán)回路調(diào)節(jié)燃料電池溫度的工作機(jī)理。 為了實(shí)現(xiàn)對(duì)燃料電池溫度的精確控制，首先建立了燃料電池電堆的熱力學(xué)模型，然后分別建立了內(nèi)循環(huán)回路和外循環(huán)回路中關(guān)鍵控制器件加熱器模型、循環(huán)水泵模型、流量控制器模型及用于內(nèi)外循環(huán)回路間進(jìn)行熱交換的板式換熱器模型，最后分別建立了溫度控制系統(tǒng)升溫和保溫兩個(gè)狀態(tài)的綜合溫度控制系統(tǒng)模型。 針對(duì)燃料電池溫度控制系統(tǒng)外循環(huán)和內(nèi)循環(huán)回路，分別提出了基于模糊PID控制算法和模糊控制算法的溫度控制策略，詳細(xì)介紹了系統(tǒng)中兩個(gè)控制部件流量控制器和循環(huán)水泵的控制算法設(shè)計(jì)過(guò)程，并結(jié)合建立的燃料電池溫度控制系統(tǒng)模型，利用MATLAB中的Simulink工具對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了仿真分析。 基于PLC設(shè)計(jì)了燃料電池溫度控制系統(tǒng)的主控制程序，分析了Modbus通信主從設(shè)備的工作機(jī)理，設(shè)計(jì)了通信控制程序。闡述了模糊PID算法在PLC控制器中的實(shí)現(xiàn)過(guò)程，完成對(duì)燃料電池溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 將設(shè)計(jì)的溫度控制系統(tǒng)應(yīng)用到燃料電池測(cè)試系統(tǒng)中，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與仿真結(jié)果基本一致，表明本文提出的燃料電池溫度控制方法是有效的。
[Abstract]:With the increasing environmental pollution and energy crisis, people pay more and more attention to the use of clean energy, proton exchange membrane fuel cells as a typical representative of clean energy. Temperature is one of the key factors affecting the performance of proton exchange membrane fuel cells. The optimal operating temperature of fuel cells is generally within 60 鈩

本文編號(hào)：1419595