燃料電池空氣供應(yīng)系統(tǒng)的建模與控制仿真.pdf

1、隨著能源危機(jī)的日益臨近,質(zhì)子交換膜燃料電池技術(shù)越來(lái)越受到人們的關(guān)注。相比傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī),燃料電池?fù)碛心芰哭D(zhuǎn)換效率高且環(huán)境友好的優(yōu)勢(shì),因而被期望成為石油燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的替代品。但是,因?yàn)槿剂想姵匕l(fā)動(dòng)機(jī)在壽命、成本和環(huán)境適應(yīng)性上與內(nèi)燃機(jī)還有很大的差距,故仍沒(méi)有成為主流的車載動(dòng)力源。本文針對(duì)燃料電池系統(tǒng)環(huán)境適應(yīng)性不強(qiáng)的劣勢(shì),設(shè)計(jì)了一系列控制模塊,旨在使其在時(shí)便的環(huán)境條件下依然可以快速、準(zhǔn)確地響應(yīng)外部的功率需求。
　　 本文首先對(duì)燃料電池空氣

2、系統(tǒng)中的離心風(fēng)機(jī)和電堆建立了模型。由于常壓系統(tǒng)的特殊性,在建立風(fēng)機(jī)模型時(shí),利用電堆入口空氣流量與壓力一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系,將三維的轉(zhuǎn)速、流量和壓力的關(guān)系簡(jiǎn)化為兩維風(fēng)機(jī)運(yùn)行流量與壓力的軌跡。在對(duì)燃料電池電堆的建模中,本文通過(guò)線性回歸的方法取得相關(guān)參數(shù)的系數(shù),并以此建立燃料電池電堆的經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ汀Ｔ诖嘶A(chǔ)上,通過(guò)對(duì)于相關(guān)參數(shù)的改變,揭示了燃料電池系統(tǒng)對(duì)于不同燃料供應(yīng)條件、電堆溫度等的輸出特性變化規(guī)律。
　　 為了增強(qiáng)燃料電池系統(tǒng)的環(huán)境適應(yīng)性,

3、首先嘗試解決電堆溫度變化對(duì)于系統(tǒng)響應(yīng)的影響。通過(guò)設(shè)計(jì)計(jì)入實(shí)時(shí)溫度的參考電流計(jì)算方法,改變了通常只依循外部功率需求大小,而將所有相關(guān)參數(shù)均視為恒定的傳統(tǒng)模式。由于環(huán)境因素的變化會(huì)導(dǎo)致燃料電池空氣供應(yīng)不足,對(duì)此本文采用流量傳感器(風(fēng)速儀)進(jìn)行流量反饋控制。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中,由于系統(tǒng)穩(wěn)定的需要,反饋環(huán)節(jié)在調(diào)節(jié)力度上很小,這樣就造成了系統(tǒng)響應(yīng)速度變慢。在需求變化頻繁的使用條件下也就相當(dāng)于輸出產(chǎn)生誤差。對(duì)此,本文提出用實(shí)時(shí)更新的前饋查詢表代替原有