燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)空氣供給系統(tǒng)建模與優(yōu)化控制研究.pdf

1、由于傳統(tǒng)電池壽命短、對(duì)環(huán)境造成污染等缺點(diǎn)，所以新型燃料電池的研究開發(fā)對(duì)滿足現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展提供清潔能源的要求日益提高，質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)具有潔凈無污染，能量轉(zhuǎn)化效率高(實(shí)際能量轉(zhuǎn)換效率可達(dá)40％～60％)，工作穩(wěn)定可靠，冷啟動(dòng)時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn)。PEMFC發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)由燃料電池堆和輔助系統(tǒng)組成，空氣供給系統(tǒng)是其重要部件之一，空氣供給系統(tǒng)的功耗直接影響PEMFC發(fā)動(dòng)機(jī)效率，空氣流量、壓力、溫度等對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)性能產(chǎn)生重要影響，因此，本文針

2、對(duì)PEMFC發(fā)動(dòng)機(jī)空氣供給系統(tǒng)，開展系統(tǒng)建模仿真與優(yōu)化控制研究。主要研究?jī)?nèi)容如下： 首先分析了PEMFC建模、PEMFC發(fā)動(dòng)機(jī)空氣供給系統(tǒng)建模與控制研究現(xiàn)狀，介紹了PEMFC工作原理及發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，探討了PEMFC發(fā)動(dòng)機(jī)空氣供給系統(tǒng)建模方法，提出了將機(jī)理建模和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模相結(jié)合建立PEMFC發(fā)動(dòng)機(jī)空氣供給系統(tǒng)模型，即PEMFC發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)陰極氣體流量、供給管道、返回管道等機(jī)理模型，基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立了PEMFC發(fā)動(dòng)機(jī)空氣供給系

3、統(tǒng)的風(fēng)機(jī)模型。 基于Matlab GUI設(shè)計(jì)了PEMFC發(fā)動(dòng)機(jī)空氣供給系統(tǒng)的GUI仿真輸入、輸出界面。運(yùn)用Simulink仿真軟件實(shí)現(xiàn)了空氣供給系統(tǒng)模型的仿真?；谌剂想姵貙?shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證了模型的正確性，并分析了空氣供給系統(tǒng)中重要參數(shù)的變化及對(duì)燃料電池堆工作產(chǎn)生的影響。 針對(duì)燃料電池堆在電化學(xué)反應(yīng)過程中，負(fù)載功率不斷變化的需求，實(shí)時(shí)控制空氣流量、壓力、溫度等，同時(shí)為了降低風(fēng)機(jī)本身功耗，保證燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)有較高發(fā)電效率，提