Development of Fuel Cell Output Performance Simulation System.pdf

1、隨著全球經(jīng)濟的飛速發(fā)展，能源危機及環(huán)境污染受到人們也來越多的重視。世界各地的眾多科學(xué)家正在致力于新能源的研究與開發(fā)。燃料電池，作為一種新型的電源，越來越受到業(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輸儲存也會耗費大量的人力與資金。因此，為了降低燃料電池應(yīng)用設(shè)備的開發(fā)成本，提高開發(fā)的效益，研究設(shè)計與制作一個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值。

2、燃料電池工作時，內(nèi)部既有化學(xué)反應(yīng)的過程，也有氣液二相流及離子電子運動等物理過程，參數(shù)耦合性強，建立一個精確的數(shù)學(xué)模型實屬不易，要準(zhǔn)確描述燃料電池的輸出特性也非常困難。本文針對低功率燃料電池的工作原理、工作特性，大量的實驗數(shù)據(jù)及經(jīng)驗公式，推導(dǎo)出了簡化的燃料電池數(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，完成了可以對燃料電池輸出特性進行實時計

3、算的DSP下位機軟件，以及能更方便的收集及觀察系統(tǒng)數(shù)據(jù)的LabView上位機軟件界面，使得整個系統(tǒng)更加友善實用。 整個系統(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DSP控制器控制降壓斬波器的PWM信號的占空比，使其輸出相應(yīng)的燃料電池特性。以此達到模擬燃料電池外特性的目的。 最后對系統(tǒng)的軟硬件進行了測試，驗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，驗證了該系統(tǒng)能很好地模擬燃料