燃料電池是一種直接將化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能的發(fā)電裝置,具有發(fā)電高效、環(huán)境友好等特點(diǎn),應(yīng)用前景非常廣闊。質(zhì)子交換膜燃料電池（Proton Exchange Membrane Fuel Cell,PEMFC）作為新一代燃料電池,不僅可以與太陽能、風(fēng)能或者其它能源實(shí)現(xiàn)可持續(xù)能源互補(bǔ),而且具有能量轉(zhuǎn)化率高、低溫運(yùn)行、無污染、無噪音、使用靈活等優(yōu)點(diǎn),適用于分布式電站、電動汽車和偏遠(yuǎn)地區(qū)的供電。但是,壽命短和高成本等問題嚴(yán)重制約著PEMFC的商業(yè)化推廣。PEMFC氣體供應(yīng)系統(tǒng)作為PEMFC的重要部分,對燃料電池的壽命和輸出性能有重要影響,即在負(fù)載變動下,電堆內(nèi)部氣體壓力會隨之發(fā)生變化,所形成的壓力差會對質(zhì)子交換膜造成不可逆轉(zhuǎn)的損壞,并造成輸出電壓不穩(wěn)定和燃料電池的效率下降等問題。本文針對PEMFC氣體供應(yīng)系統(tǒng)的非線性和強(qiáng)耦合性以及傳統(tǒng)控制方法的控制效果不理想的問題,對PEMFC氣體供應(yīng)系統(tǒng)進(jìn)行智能解耦控制研究,主要內(nèi)容如下:首先,本文概述了PEMFC系統(tǒng)的發(fā)展過程與研究現(xiàn)狀,介紹了PEMFC系統(tǒng)各基本部件的基本結(jié)構(gòu)、工作原理與控制策略,以及PEMFC在燃料電池混合動力系統(tǒng)中的應(yīng)用狀況�；赑EMFC系統(tǒng)... 

【文章來源】：昆明理工大學(xué)云南省

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

不同氫氣條件下PEMFC性能

第二章PEMFC氣體供應(yīng)系統(tǒng)15圖2-4不同氫氣條件下PEMFC性能圖由圖2-4可知，在其他運(yùn)行環(huán)境不變的情況下，通過模擬提高風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速并改變氣體的化學(xué)計(jì)量比來增加空氣壓力，對燃料電池電堆的輸出電壓增大有明顯影響。除了進(jìn)堆空氣壓力這個(gè)因素之外，在PEMFC的陰極，影響電堆性能的因素還有一下幾種：空氣供給不足，極大的降低電化學(xué)反應(yīng)速率，造成電池“挨餓”；在大功率燃料電池運(yùn)行中，空氣供給不足，會破壞電堆內(nèi)部氣體擴(kuò)散和水分子擴(kuò)散的動態(tài)平衡，加重濃差極化現(xiàn)象；在加濕過程中和電化學(xué)反應(yīng)中生成的水，如果不及時(shí)排出，會造成燃料電池水淹現(xiàn)象。針對上述不利因素，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，適當(dāng)增加空氣和氫氣的壓力，有利于多余水的及時(shí)排除，使氣體能更有效的參加電化學(xué)反應(yīng)。2.4本章小結(jié)本章首先對PEMFC在混合動力系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行了簡要介紹，然后，基于對PEMFC氣體供應(yīng)系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理的概述，對PEMFC陰極和陽極氣體壓強(qiáng)對燃料電池輸出性能的影響進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)和結(jié)果分析。通過仿真實(shí)驗(yàn)可得，在本文所設(shè)條件下，在一定范圍內(nèi)，PEMFC陰極氣體壓強(qiáng)和陽極氣體壓強(qiáng)的增加對燃料電池性能有積極影響，其中，陰極氣體壓強(qiáng)增加對燃料電池輸出性能的影響較明顯。最后，基于對PEMFC的安全性和性能的綜合考慮，選取最合適的兩極氣體壓強(qiáng)值為3atm。

昆明理工大學(xué)專業(yè)學(xué)位碩士學(xué)位論文26圖3-2PEMFC輸出電壓模塊結(jié)構(gòu)框圖根據(jù)式(3-26)~(3-30)所示的PEMFC狀態(tài)方程，以氫氣流量，氧氣流量為輸入變量，輸出電流為擾動量，以氧氣壓強(qiáng)和氫氣壓強(qiáng)為輸出量，模擬出PEMFC氣體供給系統(tǒng)的動態(tài)變化。圖3-3PEMFC陰極氣體狀態(tài)模塊

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號：3034247