GDL疊層設(shè)備熱壓溫度控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn).pdf

1、燃料電池作為第四代發(fā)電技術(shù),是21世紀(jì)人類開發(fā)高效、清潔能源的必然趨勢(shì)。燃料電池的核心部件是膜電極集合體(MEA),因此,對(duì)MEA制備裝備的研制具有重要意義,GDL疊層設(shè)備由于采用了提高催化劑利用效率的CCM制備工藝,代表著未來MEA制備的一種趨勢(shì)。本文設(shè)計(jì)了基于CCM工藝的GDL疊層設(shè)備熱壓模塊溫度控制系統(tǒng),對(duì)發(fā)熱芯的分布對(duì)熱壓頭溫度的影響進(jìn)行了仿真分析,改進(jìn)了內(nèi)模PID的單入單出的控制方法,并應(yīng)用在多入多出GDL熱壓頭的溫度控制中,

2、實(shí)現(xiàn)了GDL疊層設(shè)備的工藝溫度控制目標(biāo)。
　　首先,對(duì)發(fā)熱芯的位置分布對(duì)熱壓頭溫度的影響進(jìn)行了仿真分析,驗(yàn)證了此種配置方案在合適的溫度控制其作用下,能達(dá)到控制目標(biāo)要求;根據(jù)仿真結(jié)果,對(duì)重要元器件進(jìn)行了選型。
　　爾后,依據(jù)設(shè)備指標(biāo)和熱壓工況,對(duì)熱壓頭溫度控制整體方案進(jìn)行了總體設(shè)計(jì)。硬件方面,根據(jù)硬件總體方案,對(duì)重要的模塊電路溫度采集電路、加熱驅(qū)動(dòng)電路、電源供給電路給出了詳細(xì)設(shè)計(jì);軟件方面,在下位機(jī)軟件總體方案的基礎(chǔ)上,對(duì)重要

3、的軟件流程圖系統(tǒng)初始化及主流程程序、溫度采集及控制程序、串口通訊程序流程做了詳細(xì)分析。
　　然后,針對(duì)單入單出溫度控制,設(shè)計(jì)了內(nèi)模PID控制器并分析了其穩(wěn)定性和穩(wěn)態(tài)精度,給出了參數(shù)整定的簡(jiǎn)化策略,較之傳統(tǒng)PID控制器,顯著提高了單點(diǎn)溫度控制精度和響應(yīng)快速性。
　　最后,初步介紹了多輸入多輸出熱壓頭的建模,并在設(shè)計(jì)的溫度控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,對(duì)GDL熱壓頭的溫度控制精度和均勻性進(jìn)行了大量的實(shí)際測(cè)試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該設(shè)計(jì)滿足了工藝指