基于扩张状态观测器的PEMFC电堆温度控制

针对质子交换膜燃料电池(PEMFC)的电堆温度控制系统,提出一种基于扩张状态观测器的PEMFC电堆温度控制器设计方法。首先建立PEMFC的电堆温度模型,并对模型进行非线性变换。根据变换后的模型设计扩张状态观测器,利用扩张状态观测器得到电堆温度的动态过程,并将得到的动态过程信息补偿到控制器中。所设计的控制器不需精确的PEMFC内部传热过程,是一种不基于模型的控制器设计方法,且算法简单,工程实用性强。仿真结果表明所提出的控制方法适合PEMFC电堆温度控制系统的设计,并具有较好的控制效果。

8kW常温常压空冷PEM燃料电池堆设计

详细介绍了8 kW应急电源用常温常压空冷PEM燃料电池堆从技术要求到实验测试的整个设计过程,包括极板设计、电堆装配、电堆伏安特性测试、电堆单片电压测试以及电堆稳定性测试。实验测试充分证明了电堆设计的合理性、可行性、有效性。

Micro PEM Fuel Cells and Stacks

1 Results The effects of different operating parameters on micro proton exchange membrane (PEM) fuel cell performance were experimentally studied for three different flow field configurations (interdigitated,mesh,and serpentine).Experiments with different cell operating temperatures and different backpressures on the H2 flow channels,as well as various combinations of these parameters,have been conducted for three different flow geometries.The micro PEM fuel cells were designed and fabricated in-house t...

PEM燃料电池组动态单电压的稳定性分析

在动态工况下,PEM燃料电池单电压的稳定性是燃料电池动力系统持续稳定运行的保障,而质子交换膜的水合状态、阴极和阳极的排水状态、氢氧燃料传质效应都会显著影响单电压的稳定性。本文基于PEM燃料电池组动态工况试验,引入相对平均电压、相对差异度等指标以分析各燃料电池组单电压的稳定性,探究燃料电池组各电堆单元单电压随工况的变化规律及影响因素,以评价燃料电池电堆性能,指导系统控制策略的制定。

车用燃料电池热管理系统模型研究

车用燃料电池系统发电的同时释放大量热量,必须构建适合的热管理系统以确保系统性能和可靠性。在分析车用燃料电池热管理系统工作原理基础上,建立了面向控制的计及电堆、空气冷却器、氢气热交换器、旁路阀、散热片和冷却水循环泵模型的燃料电池热管理系统模型,并通过仿真实验研究了电堆电流、冷却液流速、散热片表面风速、旁路阀开度与燃料电池温度的关系;讨论了它们对空气冷却器、氢气热交换器、电堆及散热器入口与出口温度差的影响。模拟结果可以为燃料电池热管理控制系统设计提供指导和帮助。

质子交换膜燃料电池的现状以及在电动车应用上的挑战(英文)

质子交换膜燃(PEM)料电池技术已经取得重大进步,但是质子交换膜电池性能、成本、耐久性是制约其商业化的关键因素。基于公开发表的文献,该文综述了质子交换膜燃料电池的现状以及在电动车(EV)应用上的挑战。在现状方面,介绍了质子交换膜燃料电池技术在电动车上应用以及在关键技术上取得的进步,特别是电堆和系统的各个部件在性能、成本、耐久性的进步,但是,燃料电池汽车(FCEV)的商业化面临的挑战仍然是性能、成本和而久性,这些方面和美国能源部(DOE)2010—2015目标还有差距。还综述了在未来商业化中燃料电池汽车的维护问题。

质子交换膜燃料电池及系统建模的研究与进展

对质子交换膜燃料电池(PEMFC)进行数学模拟,有助于了解电池内部的物理化学过程,为进一步优化电池结构、尺寸和操作条件提供参考。详细介绍了目前PEMFC关于质子交换膜、电极、单电池,电池组和系统四个尺度上的建模现状,并指出了现有模型的优缺点。主要讨论:(1)全氟磺酸膜反胶束离子簇模型,微观尺度上膜的传递机理;(2)电极内传质、传热过程,分析各种电极模型的有效性; (3)水在膜内的传递现象,表明控制适当的水分布对提高电池性能非常重要;(4)单电池模拟过程中对热平衡和水平衡同时考虑。最后,分析了质子交换膜燃料电池建模的发展方向。

混合型燃料电池汽车动力系统零下冷启动仿真

燃料电池汽车在零下冷起动仍然是制约燃料电池汽车商业化的技术难点问题。研究了能量混合型燃料电池汽车动力系统的零下冷起动电堆的温升过程。依据动力蓄电池、燃料电池的电化学特性、热动力学特性,以及燃料电池辅助系统特性,建立了电电混合型燃料电池汽车动力系统零下冷起动过程的仿真模型;利用MATLAB/Simulink作为仿真工具,研究不同加热功率对电堆温升过程中能量消耗与动力电池状态变化的影响,为动力系统配置和能耗优化控制提供了依据。

车用质子交换膜燃料电池性能仿真与试验研究

总结了燃料电池极化曲线的半经验公式,利用某80kW质子交换膜燃料电池试验数据来拟合公式中的相关系数,同时利用Matlab/Simulink软件建立了质子交换膜燃料电池堆的仿真模型,为燃料电池发动机系统的仿真和分析提供了一个重要工具。通过此模型可以研究燃料电池电堆的运行参数如气体压力、温度、当量比等对电堆性能的影响,从而有助于研究整个燃料电池发动机系统的性能。

便携式200W至500W质子交换膜燃料电池电源系统研制

本文详细介绍了便携式质子交换膜燃料电池电源系统 4个组成部分的研制 :1 )燃料电池堆 ;2 )空气供应 ;3 )氢源 ;4 )散热与控制并与其他储能化学电源的性能特点作了比较 .实验表明 ,本电源系统性能优异 。

基于Matlab/Simulink燃料电池系统数字孪生模型开发

文章主要用了Matlab/Simulink软件对PEM燃料电池系统进行数字孪生模型开发,并且采用半机理半经验的模型搭建方法,将PEM燃料电池系统中的重要辅助子系统:电堆、空气供给系统与冷却系统等模型的搭建过程详尽的讲解。