質(zhì)子交換膜燃料電池的優(yōu)化研究及監(jiān)測平臺設(shè)計.pdf

1、質(zhì)子交換膜燃料電池具有操作溫度低、啟動快、零污染等優(yōu)點，可以應(yīng)用在分散式供電、移動設(shè)備、新能源汽車等眾多領(lǐng)域。在過去的二十年里，得到了研究人員的廣泛關(guān)注。本文將結(jié)合先前研究人員的工作首先對燃料電池進行仿真分析，然后對燃料電池的模型參數(shù)和操作條件等進行優(yōu)化，最后在此基礎(chǔ)上設(shè)計了燃料電池的監(jiān)測平臺。
　　本文的主要研究內(nèi)容如下：
　　首先，簡單介紹了研究的背景意義，并對燃料電池的原理、特點和應(yīng)用做了說明。
　　其次，結(jié)合先

2、前工作人員對燃料電池的研究，利用MATLAB/SIMULINK分別建立了電化學穩(wěn)態(tài)模型和電壓動態(tài)模型，然后利用該模型對燃料電池的輸出性能做了仿真分析，通過調(diào)節(jié)溫度、壓強和濕度等參數(shù)，研究各參數(shù)對燃料電池的輸出性能的影響。
　　再次，利用智能優(yōu)化算法分別對燃料電池的模型參數(shù)，操作條件等進行優(yōu)化。利用LDW-PSO(Linearly Decreasing Inertia Weight Particle Swarm Optimizati

3、on)優(yōu)化算法對燃料電池的模型參數(shù)做了進一步的優(yōu)化，并利用優(yōu)化后的模型與實際實驗數(shù)據(jù)進行了仿真分析，得到的仿真數(shù)據(jù)與實驗數(shù)據(jù)吻合程度較高，表明了利用優(yōu)化算法對模型參數(shù)優(yōu)化的可行性；同時利用LDW-PSO優(yōu)化算法對燃料電池的操作條件做了優(yōu)化，求解出了分別使燃料電池功率和效率最大化的操作條件。針對燃料電池的開銷和效率這一多目標優(yōu)化問題，一種方法是將該多目標優(yōu)化問題通過設(shè)置權(quán)重轉(zhuǎn)化成單目標，利用LDW-PSO優(yōu)化算法進行解決，得到了不同權(quán)重下

4、的最優(yōu)解組合；另一種方法是利用 SMODE(Summation Based Multi-objective Differential Evolution)多目標優(yōu)化算法進行優(yōu)化，并將結(jié)果與NSGA-II(Non-dominated Sorting Genetic Algorithm II)算法的優(yōu)化結(jié)果進行對比，表明了該算法在解決這一多目標優(yōu)化算法問題上的可行性與優(yōu)越性。
　　最后，基于LabVIEW對燃料電池系統(tǒng)進行了監(jiān)測平臺的