微型甲醇燃料電池測(cè)試用液體輸運(yùn)控制系統(tǒng).pdf

1、微型直接甲醇燃料電池(Micro Direct Methanol Fuel Cell，μDMFC)具有能量密度高、能量轉(zhuǎn)換效率高、使用方便和環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，具有廣闊的應(yīng)用前景。μDMFC的性能與多種工作條件關(guān)系密切，因此尚需通過(guò)理論分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證確定這些條件對(duì)其性能的影響。 本文以滿(mǎn)足μDMFC長(zhǎng)期工作條件下陽(yáng)極液體的微流量和精確定溫控制為目標(biāo)，提出了滿(mǎn)足微流量和溫度精確控制及電池性能長(zhǎng)時(shí)間疲勞測(cè)試需求的總體技術(shù)方案，建立了陽(yáng)極

2、微流量及溫度精確控制軟硬件測(cè)試平臺(tái)。 設(shè)計(jì)了流體通道迂回的加熱塊結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了出口流體溫度的精確控制。以半導(dǎo)體致冷器為加熱/致冷元件，對(duì)控制系統(tǒng)的加熱功率進(jìn)行了估算。在流量控制模塊中，采用高精度雙通道微量注射泵并結(jié)合特殊設(shè)計(jì)的液路輸運(yùn)系統(tǒng)和控制邏輯，實(shí)現(xiàn)對(duì)甲醇溶液的微量精確輸送。 根據(jù)系統(tǒng)的工作特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了計(jì)算機(jī)控制的輸入和輸出通道。結(jié)合半導(dǎo)體致冷器特性和測(cè)試系統(tǒng)需求，設(shè)計(jì)了功率驅(qū)動(dòng)及換向控制電路。采用基于PID控制器的閉

3、環(huán)控制方案實(shí)現(xiàn)溫度精確控制。通過(guò)RS232串口通訊在工業(yè)控制計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)了對(duì)微量注射泵的實(shí)時(shí)監(jiān)控。采用時(shí)序邏輯控制方法實(shí)現(xiàn)μDMFC性能的長(zhǎng)時(shí)間疲勞測(cè)試的需求。選擇VC++為軟件控制平臺(tái)，以面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)方法進(jìn)行類(lèi)的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)液路系統(tǒng)的自動(dòng)化控制。 對(duì)集成控制系統(tǒng)進(jìn)行了聯(lián)機(jī)調(diào)試和性能驗(yàn)證。標(biāo)定了溫度傳感器的精度，并對(duì)系統(tǒng)的微流體溫度控制和長(zhǎng)時(shí)間疲勞測(cè)試性能做了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，系統(tǒng)對(duì)流體的溫度控制示值精度小于±1