針對(duì)搶險(xiǎn)救災(zāi)、處置突發(fā)事件、野外勘測(cè)等應(yīng)急供電的需求,本論文提出一種便攜式燃料電池應(yīng)急發(fā)電系統(tǒng),該系統(tǒng)由燃料電池、鋰電池、DC/DC變換器、充電管理電路、主控制器組成,主要研究?jī)?nèi)容如下:首先對(duì)燃料電池應(yīng)急供電系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行研究設(shè)計(jì),提出并聯(lián)與充電分開(kāi)控制的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)了理想二極管電路用于鋰電池防反保護(hù),設(shè)計(jì)四開(kāi)關(guān)升降壓變換器用于充電管理。其次在對(duì)燃料電池和鋰電池的混合能量管理上引入邏輯門(mén)限策略與模糊控制算法,使用Matlab/Simulink建立了系統(tǒng)仿真模型并進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。仿真結(jié)果表明能量管理策略可以在負(fù)載瞬間加重時(shí)抑制燃料電池輸出尖峰電流,對(duì)燃料電池起到有效的保護(hù),同時(shí)提高系統(tǒng)燃料利用率。然后提出燃料電池運(yùn)行控制策略,對(duì)風(fēng)冷燃料電池運(yùn)行控制器進(jìn)行研究設(shè)計(jì),最后對(duì)系統(tǒng)各單元硬件電路及應(yīng)用程序進(jìn)行設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā),研制了系統(tǒng)樣機(jī)。樣機(jī)額定功率為1000W,重量為12.5kg,攜帶電量為8kWh,能量密度為640Wh/kg,達(dá)到預(yù)期設(shè)計(jì)目標(biāo)。

【文章頁(yè)數(shù)】：96 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１?ＥＰＳ蓄電池緊急供電電源（左）、燃油發(fā)電機(jī)（右）??

備供電的輕型應(yīng)急電源，對(duì)于搶險(xiǎn)救災(zāi)、野外應(yīng)急等場(chǎng)合都具有重要意義。??目前我國(guó)野外應(yīng)急電源以帶蓄電池的緊急電源（Ｅｍｅｒｇｅｎｃｅ?Ｐｏｗｅｒ?Ｓｕｐｐｌｙ，??ＥＰＳ）和燃油發(fā)電機(jī)兩種類(lèi)型為主⑴，如圖１．１所示。??ｉｓ?達(dá)??＝＊?＇?Ｉ?ＷｍＪ??圖１．１?ＥＰＳ蓄電池緊急....

圖２．１?ＰＥＭ燃料電池基本工作原理和結(jié)構(gòu)示意圖??在電解質(zhì)和交換膜連接處催化劑的作用下，從交換膜一側(cè)輸入的氫氣分子??

是電動(dòng)汽車(chē)、便攜式電源等領(lǐng)域的理想能源。本文選用質(zhì)子交換膜燃料電池作為??系統(tǒng)主電源，其單體電池一般由質(zhì)子交換膜（包括催化劑）、電極、和集流板組??成，基本原理如圖２．１所示：??外部負(fù)載??＼?／??＾???集巧，，，氣、，板??Ｍｌ?ＩｐＪ????／??（２ｅ－??＿＿＿?／....

圖２．２空冷自增濕ＰＥＭＦＣ系統(tǒng)組成圖??

２．１．３燃料電池輸出特性??在ＰＥＭＦＣ研究中，通常使用“電壓－電流密度曲線(xiàn)”（又稱(chēng)為極化曲線(xiàn)）來(lái)??表示燃料電池對(duì)外輸出的性能，如圖２．３所示。燃料電池在運(yùn)行期間存在不可逆??的損失，實(shí)際輸出電壓要小于理論的電動(dòng)勢(shì)值，該現(xiàn)象稱(chēng)為極化。??極化主要分為活化極化、歐姆極化、濃差極....

圖２．３?ＰＥＭＦＣ輸出特性圖??１２??

?熱懾??Ｙ?Ｔ?▼?▼??圖２．２空冷自增濕ＰＥＭＦＣ系統(tǒng)組成圖??２．１．３燃料電池輸出特性??在ＰＥＭＦＣ研究中，通常使用“電壓－電流密度曲線(xiàn)”（又稱(chēng)為極化曲線(xiàn)）來(lái)??表示燃料電池對(duì)外輸出的性能，如圖２．３所示。燃料電池在運(yùn)行期間存在不可逆??的損失，實(shí)際輸出電壓要小于理論....

本文編號(hào)：3928225