隨著科技的發(fā)展與全球化石能源的日益枯竭,新能源技術(shù)的發(fā)展越來越受到人們的重視,其中質(zhì)子交換膜燃料電池（Proton Exchange Membrane Fuel Cell,PEMFC）因具有能量密度高、啟動(dòng)速度快、工作噪音低、尾氣零排放等諸多優(yōu)點(diǎn),在分布式電源、交通運(yùn)輸、航天航空等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。然而由于PEMFC高額的生產(chǎn)成本以及較短的工作壽命,極大的制約了PEMFC的商業(yè)化進(jìn)程,因此為了提升PEMFC的工作壽命,保證PEMFC系統(tǒng)高效、安全、穩(wěn)定、長久的運(yùn)行,對PEMFC運(yùn)行狀態(tài)以及故障診斷的研究具有重要意義。本文首先介紹了質(zhì)子交換膜燃料電池的結(jié)構(gòu)、原理、水遷移機(jī)制以及自增濕空冷型PEMFC所具有的特點(diǎn),并搭建了基于Matlab/Simulink的質(zhì)子交換膜燃料電池仿真模型,主要根據(jù)自增濕空冷型PEMFC的特點(diǎn),結(jié)合PEMFC常見的半經(jīng)驗(yàn)半機(jī)理模型以及傳質(zhì)傳熱理論知識,完善了PEMFC的熱力學(xué)模型,實(shí)現(xiàn)了在不同風(fēng)扇功率下模擬出PEMFC不同的工作溫度響應(yīng)。并且通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該模型在穩(wěn)態(tài)電壓輸出響應(yīng)、溫度響應(yīng)以及動(dòng)態(tài)電壓輸出響應(yīng)等方面都具有較好的仿真能力。其次針對由新加坡淡馬錫... 

【文章來源】：西南交通大學(xué)四川省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：65 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

PEMFC的陰極流道結(jié)構(gòu)

圖 2-6 仿真結(jié)構(gòu)圖表 2-1 空冷型 PEMFC 仿真參數(shù)參數(shù) 數(shù)值 參數(shù) 數(shù)值常數(shù) R（J/(K·mol)-1） 8.314 燃料電池經(jīng)驗(yàn)常數(shù) ξ1-0.9514第常數(shù) F（C·mol-1） 96485 燃料電池經(jīng)驗(yàn)常數(shù) ξ20.00312電池比熱容 Ct129~835 燃料電池經(jīng)驗(yàn)常數(shù) ξ37.4e10-5層電荷電容 C（F） 2 燃料電池經(jīng)驗(yàn)常數(shù) ξ4-0.000187活化面積 A（cm2） 8 電池運(yùn)行系數(shù) B -0.0016氣閥摩爾常數(shù) Ka6.44e10-7陽極流場總體積 Va（cm3） 0.24氣閥摩爾常數(shù) Kb8.37e10-8陰極流場總體積 Vc（cm3） 0.4入口流量2H ,inq （ml/s）80氧氣入口流量2O ,inq （ml/s）160止流體的導(dǎo)熱系數(shù) k 2.512 流體的粘性系數(shù) μ 1.81普朗克數(shù) Pr0.7 流體的濕周 P 0.4 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)采用實(shí)驗(yàn)室自制的 PEMFC 單片作為實(shí)驗(yàn)對象，其有效反應(yīng)面積為 8cm2，實(shí)

圖 3-1 自增濕空冷型 PEMFC表 3-1 PEMFC 設(shè)計(jì)參數(shù)參數(shù) 數(shù)值功率（W） 0 - 70電流（A） 0 - 8工作電壓（V） 7.5 - 14.5單片電池?cái)?shù) 15尺寸（mm） 70×40×20工作溫度（℃） 0 - 65有效面積（cm2） 8氫氣壓力（bar） 0.5 - 2.5冷卻風(fēng)扇直流電源

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
[1]自增濕空冷型PEMFC特性的實(shí)驗(yàn)分析[D]. 陳冬浩.西南交通大學(xué) 2015
[2]自增濕陰極開放式PEMFC輸出特性實(shí)驗(yàn)分析及動(dòng)態(tài)建模[D]. 趙思臣.西南交通大學(xué) 2014
[3]質(zhì)子交換膜燃料電池的Hammerstein模型辨識及其預(yù)測控制[D]. 李傳霞.北京化工大學(xué) 2013
[4]質(zhì)子交換膜燃料電池?zé)峁芾淼膭?dòng)態(tài)建模、控制仿真及故障診斷策略研究[D]. 朱柳.上海交通大學(xué) 2012
[5]PEM燃料電池堆單片一致性的研究[D]. 齊基.武漢理工大學(xué) 2011
[6]基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)故障診斷系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 熊茜.武漢理工大學(xué) 2010
[7]基于正交試驗(yàn)的質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFC）流場板CFD分析[D]. 王樂萍.天津大學(xué) 2009
[8]燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)故障診斷研究[D]. 全睿.武漢理工大學(xué) 2009



本文編號：3037028