燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)集成化研究.pdf

1、燃料電池系統(tǒng)作為一種高效清潔的動(dòng)力裝置，其集成化研究，對(duì)未來遠(yuǎn)程UUV動(dòng)力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與發(fā)展有著至關(guān)重要的意義。本文針對(duì)UUV的動(dòng)力設(shè)計(jì)要求，利用燃料電池混合動(dòng)力的設(shè)計(jì)方法，設(shè)計(jì)了10kW燃料電池主堆，10kW蓄電池輔助電源，并攜帶固體儲(chǔ)氫與液氧的整體方案。經(jīng)過理論計(jì)算，該方案設(shè)計(jì)的UUV動(dòng)力性能優(yōu)于單純使用20kW燃料電池或20kW鋰離子電池。
　　以此整體方案為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)了10kW燃料電池系統(tǒng)，為了集成化的考慮分別采用定壓閉式水

2、循環(huán)與尾氣循環(huán)自加濕。針對(duì)系統(tǒng)的構(gòu)成及其對(duì)流量、溫度、壓力等關(guān)鍵參數(shù)的要求，對(duì)系統(tǒng)管路，電磁閥，恒溫閥，換熱器等組件進(jìn)行了計(jì)算及選型，并對(duì)燃料循環(huán)噴射器的設(shè)計(jì)進(jìn)行了初步研究。結(jié)合系統(tǒng)選型的實(shí)際尺寸，設(shè)計(jì)了10kW燃料電池系統(tǒng)的集成化模型。
　　以DSP為硬件基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)集成化燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)的控制系統(tǒng)，相比 PLC，在完成同樣控制要求的前提下，其體積更小，更適合集成化要求。利用 CCStudio，對(duì)DSP的信號(hào)采集，通信與信號(hào)輸出進(jìn)

3、行程序設(shè)計(jì)，利用串口實(shí)現(xiàn) DSP與計(jì)算機(jī)的通信，并通過LabVIEW編寫的控制界面在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)狀態(tài)的實(shí)時(shí)顯示與控制。
　　利用現(xiàn)有條件與實(shí)驗(yàn)臺(tái)架進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，閉式循環(huán)水系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)氣水壓力的自適應(yīng)，在無外部加濕的條件下尾氣自加濕可以使電堆穩(wěn)定運(yùn)行，該方法可減少控制系統(tǒng)的復(fù)雜程度，有利于系統(tǒng)集成化。
　　為了進(jìn)一步驗(yàn)證方案及選型的可行性，利用選型器件的實(shí)際參數(shù)，在AMEsim軟件中建立系統(tǒng)模型，對(duì)設(shè)計(jì)的集