Development of Fuel Cell Output Performance Simulation System.pdf

1、隨著全球經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，能源危機(jī)及環(huán)境污染受到人們也來(lái)越多的重視。世界各地的眾多科學(xué)家正在致力于新能源的研究與開(kāi)發(fā)。燃料電池，作為一種新型的電源，越來(lái)越受到業(yè)內(nèi)人士的廣泛關(guān)注。然而，燃料電池成本非常昂貴，而且其控制系統(tǒng)也相當(dāng)復(fù)雜。另外，作為燃料的氫氣其置備運(yùn)輸儲(chǔ)存也會(huì)耗費(fèi)大量的人力與資金。因此，為了降低燃料電池應(yīng)用設(shè)備的開(kāi)發(fā)成本，提高開(kāi)發(fā)的效益，研究設(shè)計(jì)與制作一個(gè)能代替燃料電池的燃料電池外特性模擬系統(tǒng)具有重要的意義和使用價(jià)值。

2、燃料電池工作時(shí)，內(nèi)部既有化學(xué)反應(yīng)的過(guò)程，也有氣液二相流及離子電子運(yùn)動(dòng)等物理過(guò)程，參數(shù)耦合性強(qiáng)，建立一個(gè)精確的數(shù)學(xué)模型實(shí)屬不易，要準(zhǔn)確描述燃料電池的輸出特性也非常困難。本文針對(duì)低功率燃料電池的工作原理、工作特性，大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及經(jīng)驗(yàn)公式，推導(dǎo)出了簡(jiǎn)化的燃料電池?cái)?shù)學(xué)模型，使其盡可能的反應(yīng)出燃料電池的工作特性。 以此簡(jiǎn)化的數(shù)學(xué)模型為基礎(chǔ)，充分利用DSPIC30F4013及LabView的相關(guān)功能，完成了可以對(duì)燃料電池輸出特性進(jìn)行實(shí)時(shí)計(jì)

3、算的DSP下位機(jī)軟件，以及能更方便的收集及觀察系統(tǒng)數(shù)據(jù)的LabView上位機(jī)軟件界面，使得整個(gè)系統(tǒng)更加友善實(shí)用。 整個(gè)系統(tǒng)的硬件由電源、降壓斬波器、DSP控制器等部分組成，由220VAC供電。通過(guò)DSP控制器控制降壓斬波器的PWM信號(hào)的占空比，使其輸出相應(yīng)的燃料電池特性。以此達(dá)到模擬燃料電池外特性的目的。 最后對(duì)系統(tǒng)的軟硬件進(jìn)行了測(cè)試，驗(yàn)證了本文所使用的數(shù)學(xué)模型在燃料電池正常工作區(qū)間的準(zhǔn)確性，驗(yàn)證了該系統(tǒng)能很好地模擬燃料