基于有限元方法的電池組電流分布檢測分析研究(1)

1、分類號密級UDC編號碩士學(xué)位論文基于有限元方法的電池組電流分布檢測分析研究基于有限元方法的電池組電流分布檢測分析研究學(xué)位申請人：人：王冰雪指導(dǎo)教師：師：仲志丹學(xué)科專業(yè)：業(yè)：機械電子工程學(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分析研究基于有限元方法的電池組電流分布檢測分析研究專業(yè)：業(yè)：機械電子工程機械電子工程研究生：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汽車提供主要動力。作為動力源，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，需要對燃料電池內(nèi)部電流分布進行監(jiān)測，從而有針對性地對其工作狀態(tài)進行調(diào)整以使燃料電池系統(tǒng)在最佳狀態(tài)下運行。到目前為止，國內(nèi)外在該方面的研究

3、已經(jīng)取得一定成果，但大部分檢測手段仍受限于接觸測量。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)測方法。主要的研究內(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、機理等模型，在MATLABSIMULINK平臺仿真并分析了KW級電堆的機理模型，結(jié)果表明對于該模型，在PID控制的情況下電池的輸出功率響應(yīng)速度比較快，同時具有較好的抗干擾性，基本滿足要求?；谠撃Ｐ?，利用硬件平臺進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。對建立的PEMFC單池磁場模型，利用ANSOFTMAXWELL2D軟件進行了外部磁場仿真分析。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，并針對各種仿真情況進行了分析。仿真結(jié)果表明，PEMFC外部磁場分布與其內(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分布強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)強度值對電池內(nèi)部電流分布進行反推計算的算法，以MATLAB