直接甲醇燃料電池測試系統(tǒng)集成及實驗研究.pdf

1、燃料電池是一種能將儲存在燃料和氧化劑中的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化成電能的發(fā)電裝置，具有能量密度高、轉(zhuǎn)換效率高和噪音低等優(yōu)點(diǎn)，被視為未來化石能源的重要替代品。燃料電池與常規(guī)電池特性不同，在燃料電池研究過程中一套專用的性能測量儀器是必不可少的。本文根據(jù)課題需求，對直接甲醇燃料電池(DMFC)性能測試系統(tǒng)的功能需求和組成原理進(jìn)行了深入研究，設(shè)計并集成了直接甲醇燃料電池測試系統(tǒng)。
　　 根據(jù)DMFC反應(yīng)物供給需求，改進(jìn)設(shè)計并制作了陽極反應(yīng)物甲醇溶

2、液供給子系統(tǒng)和陰極反應(yīng)物氧氣供給子系統(tǒng)。液體供給系統(tǒng)增加了蠕動泵，擴(kuò)展了系統(tǒng)可供給液體的流量范圍，改進(jìn)設(shè)計了加熱模塊提高了大流量下溫度控制的速度和精度；氣體供給系統(tǒng)分為氧氣/空氣供給和氫氣供給兩部分，氧氣/空氣的供給采用自適應(yīng)PID控制的方式，以比例流量閥作為執(zhí)行器控制供氣流量；氫氣供給部分使用手動流量閥控制氫氣的流量，保證氫氣使用的安全性。
　　 根據(jù)DMFC性能監(jiān)測的需求，設(shè)計實現(xiàn)了功率測試儀和串聯(lián)燃料電池組各單體電池性能監(jiān)

3、測子系統(tǒng)。使用功率測試儀實時測量燃料電池電路特定工作點(diǎn)電壓、電流，計算燃料電池輸出功率與效率；設(shè)計了串聯(lián)燃料電池組各單體電池性能監(jiān)測系統(tǒng)，使用模擬開關(guān)陣列切換選通每節(jié)單體電池，循環(huán)監(jiān)測其工作點(diǎn)確保電池組安全運(yùn)行。使用VisualC++軟件編寫了上位機(jī)程序，接收、顯示、存儲測量數(shù)據(jù)。
　　 在保證各子系統(tǒng)工作正常的情況下，將制作完成的四個子系統(tǒng)和已購買的電子負(fù)載、電化學(xué)工作站、工業(yè)控制計算機(jī)合理的布局在儀器柜。各模塊聯(lián)合調(diào)試，最終