基于有限元方法的電池組電流分布檢測(cè)分析研究(1)

1、分類號(hào)密級(jí)UDC編號(hào)碩士學(xué)位論文基于有限元方法的電池組電流分布檢測(cè)分析研究基于有限元方法的電池組電流分布檢測(cè)分析研究學(xué)位申請(qǐng)人：人：王冰雪指導(dǎo)教師：師：仲志丹學(xué)科專業(yè)：業(yè)：機(jī)械電子工程學(xué)位類別：別：工學(xué)2014年04月摘要論文題目：論文題目：基于有限元方法的電池組電流分布檢測(cè)分析研究基于有限元方法的電池組電流分布檢測(cè)分析研究專業(yè)：業(yè)：機(jī)械電子工程機(jī)械電子工程研究生：生：王冰雪王冰雪指導(dǎo)教師：指導(dǎo)教師：仲志丹仲志丹摘要質(zhì)子交換膜燃料電池（

2、PEMFC）在近年來作為新生能源在許多方面得到應(yīng)用，其中最主要的就是為燃料電池電動(dòng)汽車提供主要?jiǎng)恿?。作為?dòng)力源，要保證PEMFC在工作過程中的穩(wěn)定性是極為重要的。由于燃料電池自身因素及燃料供應(yīng)各方面影響，在工作過程中會(huì)出現(xiàn)各種非正常狀況，最顯著的結(jié)果即導(dǎo)致燃料電池局部電流密度分布不均。為了改善這種情況，需要對(duì)燃料電池內(nèi)部電流分布進(jìn)行監(jiān)測(cè)，從而有針對(duì)性地對(duì)其工作狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整以使燃料電池系統(tǒng)在最佳狀態(tài)下運(yùn)行。到目前為止，國(guó)內(nèi)外在該方面的研究

3、已經(jīng)取得一定成果，但大部分檢測(cè)手段仍受限于接觸測(cè)量。為了解決這一問題，本文提出了電池內(nèi)部電流分布的非接觸監(jiān)測(cè)方法。主要的研究?jī)?nèi)容及研究成果如下：介紹了電池的工作原理以及建模狀況，然后建立了電池的磁場(chǎng)、機(jī)理等模型，在MATLABSIMULINK平臺(tái)仿真并分析了KW級(jí)電堆的機(jī)理模型，結(jié)果表明對(duì)于該模型，在PID控制的情況下電池的輸出功率響應(yīng)速度比較快，同時(shí)具有較好的抗干擾性，基本滿足要求?；谠撃Ｐ停糜布脚_(tái)進(jìn)行了電流與電壓之間關(guān)系的仿

4、真分析，結(jié)果符合要求。對(duì)建立的PEMFC單池磁場(chǎng)模型，利用ANSOFTMAXWELL2D軟件進(jìn)行了外部磁場(chǎng)仿真分析。仿真情況包括所建模型的邊緣子單元至中心子單元的局部缺氧情況，以及PEMFC的正常工作情況，并針對(duì)各種仿真情況進(jìn)行了分析。仿真結(jié)果表明，PEMFC外部磁場(chǎng)分布與其內(nèi)部電流分布有密切聯(lián)系，內(nèi)部電流分布可以由外部磁場(chǎng)分布強(qiáng)度及形狀基本反映出來。然后介紹了利用電池外部磁感應(yīng)強(qiáng)度值對(duì)電池內(nèi)部電流分布進(jìn)行反推計(jì)算的算法，以MATLAB