質(zhì)子交換膜燃料電池建模仿真與特性研究.pdf

1、質(zhì)子交換膜燃料電池具有高效安全、環(huán)境友好、工作溫度低、可快速啟動等優(yōu)點，且被認為是發(fā)展最好的能源和未來最理想的氫能利用方式之一，具有廣闊的市場前景和巨大的商業(yè)價值。質(zhì)子交換膜燃料以氫氣和氧氣為燃料，整個能量轉(zhuǎn)換過程對環(huán)境幾乎不產(chǎn)生任何負面影響，因此對PEMFC的研究和開發(fā)逐漸成為世界研究的焦點。為了能夠更好的研究PEMFC的性能特性，需要對PEMFC建立數(shù)學(xué)模型，利用計算機進行仿真技術(shù)分析，通過改變?nèi)剂想姵氐墓ぷ鳁l件，參數(shù)設(shè)置等仿真得出

2、電池系統(tǒng)的性能，以此提供PEMFC的可靠設(shè)計、優(yōu)化和控制的理論基礎(chǔ)和設(shè)計依據(jù)。這種研究方法能夠更深刻的認識PEMFC的反應(yīng)機理和內(nèi)傳遞過程，具有非常重要的研究意義和應(yīng)用前景。
　　 本文簡要介紹了燃料電池的發(fā)展歷史現(xiàn)狀，描述了按電解質(zhì)劃分的五種燃料電池的類型、特征以及應(yīng)用領(lǐng)域;概述了質(zhì)子交換膜燃料電池建模研究現(xiàn)狀;著重介紹了PEMFC的基本原理及其各重要組件的工作機理和功能;在此基礎(chǔ)上引出了PEMFC的基本數(shù)學(xué)模型，根據(jù)質(zhì)子交換

3、膜燃料電池?zé)崃W(xué)和電化學(xué)理論，在引用經(jīng)驗公式的基礎(chǔ)上，建立了質(zhì)子交換膜燃料電池的穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型，并在MATLAB/SIMULINK仿真軟件中建立了PEMFC的穩(wěn)態(tài)仿真模型塊，主要分析了電池工作溫度的變化、陽極氫氣和陰極氧氣的分壓力的改變以及不同膜水含量的情況下，PEMFC的穩(wěn)態(tài)特性。
　　 根據(jù)以上結(jié)論，可以對PEMFC的操作條件優(yōu)化設(shè)定。在穩(wěn)態(tài)仿真的基礎(chǔ)上，本文還考慮了PEMFC的電化學(xué)動態(tài)模型，運用SIMULINK建立了其動態(tài)