空冷自增湿PEMFC测试平台设计

为便于对空冷自增湿质子交换膜燃料电池(PEMFC)性能测试及控制算法设计,基于工控机、Lab VIEW及USB数据采集模块设计了一种通用开放式空冷自增湿PEMFC测试平台,用于对空冷自增湿PEMFC性能测试及控制算法设计与验证。测试平台通过USB数据采集模块采集PEMFC电堆的温度、输出电流、输出电压等参数,实时显示电堆当前状态参数曲线,并输出相应控制信号控制电堆稳定运行。经实验验证,该测试平台运行可靠,监控性能良好,实用性强,为研究空冷自增湿PEMFC的性能与控制算法设计提供了开放式测试平台,具有很高的实用价值。

空冷自增湿燃料电池最优控制方法研究

通过对影响质子交换膜燃料电池(PEMFC)输出性能因素的分析,得出PEMFC电堆工作温度、电堆输出电流是影响PEMFC输出性能的主要因素。在输出电流一定的情况下,电堆工作温度是影响PEMFC输出电压的主要因素。为实现对空冷自增湿PEMFC的最优控制,采用实验测试及数据拟合方法,得到PEMFC电堆最优温度与输出电流的函数关系式,通过控制PEMFC电堆工作在最优温度,以实现PEMFC输出电压的最优控制。实验测试表明,该控制方法简单实用、控制效果优越,可为空冷自增湿PEMFC的最优控制提供具有实用价值的控制方法。

空冷自增湿质子交换膜燃料电池发电控制器设计

为便于对空冷自增湿质子交换膜燃料电池(PEMFC)发电进行控制,根据空冷自增湿PEMFC的控制特性设计一种基于STM32F103微控制器的嵌入式发电控制器。该控制器通过采集PEMFC电堆的温度、输出电流、输出电压等参数,按照设计的控制策略,实时输出相应控制信号控制电堆稳定运行。通过实验验证了该发电控制器运行可靠、监控性能良好、实用性强,为空冷自增湿型PEMFC的实时发电控制提供了一种嵌入式控制方式。

基于PLC和LabVIEW的燃料电池测试系统设计

针对开展空冷燃料电池多环境变量优化研究的需要,基于西门子S7-1200系列PLC和监控软件设计平台LabVIEW,构建了空冷自增湿质子交换膜燃料电池(PEMFC)测试系统。该系统以PLC为底层控制单元,LabVIEW监控程序为主监控单元,通过ModbusTCP/IP和Modbus串口协议实现设备间数据通信与控制交互,底层控制单元将传感器采集的各项燃料电池运行特征参数上传、分析并记录。在此基础上,充分考虑空冷型PEMFC对时序和控制操作的敏感性要求,实现对燃料电池启停时序控制、阳极排气控制和温度控制等。此外,系统能够根据实际运行状态在线调整运行参数并且图形化的人机交互界面可实时显示并记录系统运行状态,包括故障和报警信息等。经实验验证,该测试系统运行可靠,监控性能良好,实用性强,能够用于空冷自增湿型PEMFC的实验研究。