毛片大全-91久久久久久久-麻豆影音-91视频免费播放-一本色道久久综合亚洲精品按摩-日本中文在线观看-国产三级影院-国产特级毛片aaaaaa-日韩一卡二卡三卡-夜夜嗨av禁果av粉嫩av懂色av-亚洲精品456-国产日韩成人-日韩性生交大片免费看-日韩欧美有码-老头糟蹋新婚少妇系列小说

什么是質子交換膜燃料電池系統的原理

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2018年08月13日  

1引言

質子交換膜燃料電池已經大規模的應用在汽車,航天等等領域,因此對其建模,并根據模型性能評估,控制系統設計就顯得尤為重要。國際上已有ADVISOR[1],特定于燃料電池在汽車上模擬。學術界已經提出各種各樣的模型,而此類模型大多只模擬燃料電池的部分特性。為了能在工程上使用燃料電池的模型來達到設計控制器以及評估燃料電池,需要一種面向控制的燃料電池模型,JayT.pukruspan在[2]中提出一種面向控制的燃料電池模型,全面地描述了燃料電池的特性。本文集于此模型,更深入的將燃料電池的各個部分模塊化,再基于Matlab/Simulink和Matlab本身強大的界面編程能力,設計出了一套燃料電池模擬器,用戶可以在GUI界面中進行燃料電池系統組合,模擬,辨識以及設計控制器。

2質子交換膜燃料電池的結構及其面向控制的模型

2.1燃料電池的結構

燃料電池系統主要包括燃料電池反應堆,壓縮機,流量控制器,加熱器,散熱器,加濕器等,各種不同的燃料電池系統的組成有所區別,圖1的結構是復雜系統實驗室的燃料電池系統的結構圖。將燃料電池系統的各個部件模塊化,用戶就可以選擇所需要的部件,組成合適的燃料電池系統。

2.2燃料電池的模型

本文模擬器所使用的模型是基于一種面向控制的質子交換膜的燃料電池模型[2],下面就對該模型作一些簡單的介紹。下面介紹的是電堆的模型。

電流Ist則和電池單元電流相等。電流密度定義為單位電池活性面積的電流,表示為ifc=Ist/Afc。在所有的電池單元都是同一的假設下,電池堆的電壓可以表示為vst=n×vfcvfc=E.vact.vohm.vconc(1)

開環電壓E通過反應物和產物之間的能量平衡以及法拉第常數計算而得:

活化作用過電壓和電流密度之間的關系可由Tafel等式描述,近似為:

則vohm和電池堆的電流成正比:vohm=i.Rohm(4)

阻抗Rohm和交換膜的濕度以及電池堆的溫度緊密相關。它和交換膜的厚度tm成正比。vconc的值可以由下列式子近似給出:

vconc=i(c2i)c3imax(7)這里c2,c3和imax是和溫度和反應物的壓力相關的常數,可以由經驗來確定。由上面的系列公式可以看出:燃料電池的電壓輸出受到電堆中膜的濕度,反應氣體的溫度,以及壓力的影響。根據這個思路,可以將燃料電池的各個部件設計為輸入為前端的這些影響因素,輸出同樣為這些影響因素。至于其他部件的建模可以參考[2],[3]。3模擬器的設計與實現為了實現通用模擬器這個最終的目標,模擬器的設計就必須要包含能夠達到通用化所必須要有的一些特點,如模塊化設計,內置在線辨識算法,支持部件庫這些特點。

3.1模擬器的設計與結構

模塊化首先要分析一個完整的燃料電池包括的模塊,根據我們的燃料電池(PEM)可將其分為儲氫系統,空氣壓縮系統,加濕器[6],溫度控制系統,電堆。將這些部件的模型單獨設計,然后組合到一起,他們之間的耦合問題根據一些文獻是很復雜的[4][5],如空氣的流量對于加濕器的濕度的影響[6],溫度對于通過加濕器的氣流的濕度飽和度的影響等等,但為了實現模塊化的目標,我們必須將其簡化,而且這種簡化在模擬器[1]中也都存在。

簡化的思路是將前端系統的輸出作為后段系統的輸入,中間一些耦合就被簡化掉,周圍環境溫度的影響如氣流在管道中傳輸,由于受環境影響,溫度降低,濕度發生改變等等。這些影響將其忽略掉。加濕器,壓縮機等等就作為一個輸入輸出模塊。從上到下的設計,模擬器的框圖如下的結構。共有九個模塊,其中八個模塊為燃料電池的組成部分,控制器是根據模型設計的不同的控制器,在模型比較精確的情況下可以提供模擬的功能,為調試各種算法提供一種快捷,安全,經濟的途徑。

模擬器要調用matlab/simulink實現如下的功能:

GUI界面;燃料電池部件的選擇;導入試驗數據自辨識(需要定義所導入的數據格式);算法的導入以及接口問題

以上的問題通過直接使用matlab的GUI編程功能不難實現,需要做的是設計一個統一的界面與接口。為了實現以上功能,我們可以將simulator的操作過程定義如下:

3.2模擬器的實現

根據設計需求,模擬器需要包括兩個方面,第一個是基于Matlab的GUI模擬器軟件,可供用戶選擇,模擬,設計控制算法。第二個是燃料電池的部件庫,以供用戶選擇,組合成適合的燃料電池系統,在本文建立的庫中針對三種質子交換膜燃料電池系統建立了部件,同時用戶還可以自行添加部件。第二個是基于Matlab的GUI模擬器軟件,可供用戶選擇,模擬,設計控制算法。

仿真器軟件先從Matlab/Simulink選擇合適的組件包括在結構章節中所敘述的幾大模塊,然后進行仿真得到的結果。在圖三的左邊是仿真之后的曲線,左邊是一些參數框,可以控制要顯示的曲線,曲線的參數,以及將仿真的曲線和實際的曲線進行對比。

利用Matlab的toolbox可添加用戶自定義模型的機理,可以將用戶自建的模塊放到Toolbox的庫中,在以后實驗的時候,通過上面的軟件組合,可以自動生成Simulink模擬系統,從而進行仿真。

4結論

燃料電池是最近很活躍的研究領域,很多的理論以及工具不斷地出現。本文借助Matlab的強大能力,將一種燃料電池模型各個部件模塊化,成功實現了一種燃料電池模擬器軟件,根據需要,可以組合適當的燃料電池系統,再通過友好的GUI界面,用戶可以很方便的建立模型,模擬以及設計控制器。

本文創新點:深入將一種面向控制的模型模塊化,可以自由組合各種適當的部件,再基于理論設計了一套模擬器軟件,為工程以及科學研究提供一種易用但強大的工具。

相關產品

主站蜘蛛池模板: 精品少妇一区二区三区免费观 | 日本午夜网 | 国产精品无码成人网站视频 | 久久精品夜色噜噜亚洲a∨ 致命魔术电影高清在线观看 | 鲁在线视频 | 色哟哟在线观看 | 一级片小视频 | 欧美三级网站 | 在线观看免费av片 | 国产成人福利视频 | 欧美激情在线播放 | 欧美黑人做爰爽爽爽 | 好吊视频一区 | 日韩av福利| 欧美鲁鲁 | 国产色综合视频 | 亚洲高清毛片一区二区 | 热热久| 日本xxxxxxxxx| 97播播| 青青一区二区 | 深夜福利网站 | 怡春院国产 | 国产99久久 | 天天插插 | 国产女主播av | 免费看日韩 | 亚洲精品久久久久久动漫器材一区 | 日韩动漫av| 欧美综合视频 | 又粗又猛又爽又黄的视频 | 黄色1级片| 国产婷婷色一区二区在线观看 | 日韩在线精品视频 | 粉嫩aⅴ一区二区三区四区五区 | 亚洲人毛茸茸 | 色香色香欲天天天影视综合网 | 色悠悠网址 | 国产chinesehd天美传媒 | 日韩一区二区免费看 | 亚洲精品无码永久在线观看 | 天天爱天天干天天操 | 国产成人精品自拍 | jizz国产 | 亚洲AV无码久久精品国产一区 | 国产又粗又长又爽 | 亚洲国产中文字幕在线 | 一级视频在线 | www.com日本 | 色老头免费视频 | 一区二区三区观看 | 久久久久麻豆v国产精华液好用吗 | 国产成人精品亚洲精品色欲 | 国产无毛片 | xx色综合 | japanese在线观看 | 成人av网站在线观看 | 久久白浆 | 九九久久精品视频 | 国产在线国偷精品免费看 | 偷拍亚洲色图 | 国产在线播放91 | 国产精品乱码一区二三区小蝌蚪 | 亚洲人妻一区二区三区 | 男人和女人日批视频 | 久久久视频在线 | 免费的黄色的网站 | 丰满放荡岳乱妇91ww | 美女被爆操网站 | 久久久免费av | 久久福利电影 | 伊人9 | 亚洲天堂777 | 四虎永久在线精品免费一区二区 | 日韩欧美爱爱 | 第一福利av | 日本欧美激情 | 欧美一区二区三区久久成人精品 | 久久精品综合 | www.黄色 | 欧美日韩国产精品成人 | 中文视频一区 | 免费在线观看一区二区 | 国产精品999 | 一卡二卡在线 | 在线观看视频 | 午夜视频在线播放 | 国产三级视频网站 | 91蜜桃传媒精品久久久一区二区 | 黄色片视频在线观看 | 亚洲欧洲国产综合 | 人人看人人看 | 日韩性网| 色玖玖| 饥渴少妇勾引水电工av | 国产美女视频一区 | 国产乱国产乱300精品 | 国产精品久久久一区二区 | 激情图片区 |