μDMFC電堆系統(tǒng)建模與設(shè)計(jì).pdf

1、當(dāng)今世界直接甲醇燃料電池技術(shù)飛速發(fā)展，為了對直接甲醇燃料電池進(jìn)行進(jìn)一步的設(shè)計(jì)與優(yōu)化，對其內(nèi)部傳質(zhì)和電化學(xué)反應(yīng)過程等進(jìn)行模型建立倍受業(yè)界青睞。現(xiàn)今常用的電池模型主要是物理模型，這種模型主要用于對燃料電池局部現(xiàn)象進(jìn)行描述與優(yōu)化，不能實(shí)現(xiàn)對整個(gè)電池單體乃至電池堆的系統(tǒng)分析。不僅如此，物理模型的實(shí)現(xiàn)與計(jì)算都十分復(fù)雜。為了實(shí)現(xiàn)對整個(gè)電池單體乃至電池堆的系統(tǒng)分析，減少燃料電池模型的計(jì)算量。本課題采用建立等效電路模型的方法對電池堆進(jìn)行系統(tǒng)分析。等效電

2、路模型具有結(jié)構(gòu)簡單、易于計(jì)算等優(yōu)點(diǎn)。不僅如此，等效電路模型更容易仿真電池在實(shí)際電路系統(tǒng)或其它應(yīng)用條件中的工作狀態(tài)。因此建立電池的等效電路模型有很重要的意義。
　　本課題從被動(dòng)式直接甲醇燃料電池的基礎(chǔ)理論出發(fā)，建立等效電路模型的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。由 Simulink建立了模塊化的被動(dòng)式直接甲醇燃料電池堆的系統(tǒng)級模型。在理論驗(yàn)證該模型正確的基礎(chǔ)上，按照模型條件設(shè)計(jì)了4節(jié)單池構(gòu)成的電池堆對系統(tǒng)級模型進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。理論與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證后得到的結(jié)果表明：

3、對于很難用物理模型實(shí)現(xiàn)的電池堆的系統(tǒng)分析，本課題建立的系統(tǒng)級模型可以很好地實(shí)現(xiàn)并且可以對電池堆實(shí)際的工作結(jié)果進(jìn)行仿真與預(yù)測；按照系統(tǒng)級模型設(shè)計(jì)的電池堆具有響應(yīng)速度快和在重復(fù)工作中性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，系統(tǒng)級模型的仿真預(yù)測可以對電池堆的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)起到很好的指導(dǎo)作用；電池堆實(shí)際工作時(shí)，在瞬間卸載時(shí)輸出電壓會(huì)迅速達(dá)到一個(gè)峰值然后再下降為穩(wěn)定值；對于十分復(fù)雜的電池堆動(dòng)態(tài)放電過程，本課題建立的系統(tǒng)級模型也可以與電池堆的實(shí)際放電狀態(tài)很好吻合。電池堆動(dòng)態(tài)放電