基于MATLAB的质子交换膜燃料电池仿真实验系统

利用燃料电池的经验方程建立了质子交换膜燃料电池（PEMFC）的一维稳态模型,进行了仿真和结果分析,仿真结果与实验数据吻合较好.利用VB(Visual Basic)编写人机交互界面作为前台用户程序,以MATLAB的SIMULINK在后台运行,发展了一种基于MATLAB和VB软件包的质子交换膜燃料电池特性参数仿真实验软件,并对PEMFC的工作温度、反应气压力等参数对其性能的影响进行了仿真分析,有助于进行燃料电池特性参数仿真实验以及对燃料电池的分析、设计和优化.     

质子交换膜燃料电池动态特性仿真

在质子交换膜燃料电（proton exchange membrane fuel cells, PEMFC）经验模型的基础上,建立了一种PEMFC动态特性建模和仿真的方法,应用MATLAB的SIMUEINK仿真工具建立了PEMFC的动态仿真模型,仿真研究了电池堆的运行参数等对电池输出性能的影响．该方法可以应用于燃料电池的动态特性仿真分析、优化设计和燃料电池系统的自动控制．     

质子交换膜燃料电池动态特性仿真

在质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cells, PEMFC)经验模型的基础上,建立了一种PEMFC动态特性建模和仿真的方法,应用MATLAB的SIMULINK仿真工具建立了PEMFC的动态仿真模型,仿真研究了电池堆的运行参数等对电池输出性能的影响.该方法可以应用于燃料电池的动态特性仿真分析、优化设计和燃料电池系统的自动控制.     

质子交换膜燃料电池动态特性的建模与仿真

详细分析了质子交换膜燃料电池（PEMFC）的电化学模型。在此基础上，运用Matlab的Simulink仿真工具建立仿真模型，通过此模型，分析当电池电流出现阶跃变化时，电池电压、输出功率、消耗功率、电池效率以及电池等效内阻的动态响应。此模型也可用于电堆的仿真与设计，此研究对燃料电池的优化与控制可提供帮助。     

质子交换膜燃料电池车载系统优化控制研究

着重介绍了质子交换膜燃料电池 (PEMFC)车载系统的实际控制模型 ;从热力学上系统地分析了该系统中各被控部件间参数的关系 ,并提出了该系统的优化控制方法     

质子交换膜燃料电池催化层气液两相流的建模及仿真

质子交换膜燃料电池中液态水含量的多少对电池性能具有十分重要的影响。考虑了质子交换膜燃料电池催化层中气液态水的影响,在假设电池内部保持等温、稳态的基础上建立了电池阴极一维气液两相流模型。运用MATLAB软件对电池内部不同的液态水饱和度、温度以及不同阴极进气压力对单电池输出电压的影响进行了仿真,得出不同条件下的电流密度和电压之间的关系曲线,将仿真结果与实验数据相比较,该结果与实验数据符合较好,可为车用燃料电池的优化与控制提供依据。     

质子交换膜燃料电池系统建模和控制的综述

对质子交换膜燃料电池系统建模和控制方法进行了综述。首先概述了燃料电池各种系统级的模型和软件，对各个子系统的模型（电压、空气供应、水管理和温度）作了介绍；其次，对质子交换膜燃料电池各种控制方法进行了综述，包括传统方法、预测控制、模糊控制和神经网络控制；最后结合国内外相关研究成果，展望了燃料电池系统建模和控制的发展前景和研究方向。     

质子交换膜燃料电池动态特性仿真研究

发展了一种质子交换膜燃料电池(PEMFC)动态建模和仿真的方法.通过对电池稳态经验模型的扩展,运用MATLAB的SIMULINK仿真工具建立了质子交换膜燃料电池动态仿真模型,研究了电堆的运行参数对电池输出性能的影响,仿真结果与实验数据吻合较好.该方法可以用于燃料电池的分析、优化设计以及电池系统的实时控制.     

车用质子交换膜燃料电池系统技术现状

基于20 kW燃料电池电堆及燃料电池测试系统,获得燃料电池极化曲线及氢气消耗量曲线;基于锂离子动力电池充放电系统,获得锂离子动力电池输出电压曲线.将试验所得数据导入到LMS AMESim软件中,分别构建燃料电池及锂离子动力电池模块,同时,构建仿真平台其他所需模块并搭建DC/DC变换器模型,建立燃料电池-锂离子动力电池混合的动力系统仿真平台.依据不同动力源的各自特点,引入能量控制策略,对该混合动力系统进行模拟仿真.在所选定新欧洲驾驶循环（new European driving cycle,NEDC）工况下仿真结果表明,该混合动力系统可以满足车辆在所选定工况下的动力需求.DC/DC变换器可提升并稳定燃料电池输出电压跟随母线电压,并通过对电流的分配进行功率在不同动力源之间的分配;燃料电池输出功率在合理范围之内,并取消燃料电池在低功率下的工况,从而保护燃料电池,延长其使用寿命;锂离子动力电池荷电状态（state of charge,SOC）始终保持在合理范围内,未出现过充或过放情况.研究结果可为搭建混合动力试验平台及整车搭载匹配提供理论依据及参考.

     

质子交换膜燃料电池系统建模仿真与控制

对质子交换膜燃料电池(PEMFC)建立合适的数学模型,有助于改善PEMFC的设计。结合燃料电池的电场与温度场,建立了包含质子交换膜燃料电池的电化学模型与温度模型的数学模型,通过MATLAB软件进行仿真,仿真结果表明该模型较好地反映出PEMFC系统的动态特性,并研究了工作温度、反应气体工作压力以及质子交换膜面积变化对电池输出性能的影响。与此同时结合所建立的质子交换膜燃料电池模型设计了一款采用PID控制的Boost升压电路,将燃料电池输出不稳定的电压转变成可供给负载稳定使用的24V电压。     

三维质子交换膜燃料电池的完整模型

通过聚集体模型描述催化层结构,建立了阴阳极包括蛇形流道、多孔扩散层、质子交换膜和催化层的完整质子交换膜燃料电池(PEMFC)三维流体力学模型,重点研究稳态条件下的基本工作参数分布和气体扩散层渗透率的影响.模型方程借助于计算流体力学软件-F luent求解.模拟的极化行为验证了模型的有效性,说明在燃料电池模型中充分考虑催化层的必要性.计算结果表明流体流速、压力、反应气体组成和局部电流密度等参数的空间分布明显,并且受气体扩散层渗透率影响明显,优化气体扩散层结构至关重要.     

质子交换膜燃料电池的湿度特性和水的迁移途径

质子交换膜燃料电池的工作性能与湿度密切相关。本文研究了影响质子交换膜燃料电池水平衡的各种因素:电流密度上升,阴极生成的水量也逐渐增多;随着电地温度的提高,维持电池水平衡的电流密度必须提高;为减小欧姆损失,阳极气流需要增湿。本文分析了质子交换膜燃料电池水迁移的原理。为了利用反应生成的水,要采用水管理方法:水管理不足以获得足够含水率时,应采用加湿技术。本文比较了内外加湿法的优劣,借助数学建模的方法模拟了电池内部的工作过程,预测内部湿化系统可以免除气体交叉现象的出现,可以克服电池性能受到影响的弊病。     

质子交换膜燃料电池阴极有序催化层数学模拟

建立了质子交换膜燃料电池阴极有序催化层的二维数学模型以分析影响性能的主要因素并优化结构参数.模型方程涉及质子、电子传导,气体扩散和电化学反应等过程,并以有限元法求解.计算结果表明,阴极有序催化层通过降低传质阻力而显著提高了电化学性能;影响传递性能的主要因素是O2通过电解质膜的扩散,电子和质子传导以及O2的气相扩散作用不大;降低碳载体和气孔直径、增加催化层厚度主要通过增加催化剂载量改善催化层性能,而减小电解质膜厚度可以促进O2扩散而提高催化层性能.     

基于MATLAB/SIMULINK的间歇精馏模拟研究

建立了间歇精馏塔的数学模型,在MATLAB/SIMULINK中用S-函数编制了间歇精馏塔的模拟程序,相平衡计算采用严格的热力学模型,该方法为间歇精馏的设计及操作提供了参考.     

Nafion/Silicon Oxide Composite Membrane for High Temperature Proton Exchange Membrane Fuel Cell

Nafion/Silicon oxide composite membranes were produced via in situ sol-gel reaction of tetraethylorthosilicate （TEOS） in Nafion membranes. The physicochemical properties of the membranes were studied by FT-IR,TG-DSC and tensile strength. The results show that the silicon oxide is compatible with the Nation membrane and the thermo stability of Nation/Silicon oxide composite membrane is higher than that of Nation membrane. Furthermore, the tensile strength of Nation/Silicon oxide composite membrane is similar to that of the Nation membrane. The proton conductivity of Nation/Silicon oxide composite membrane is higher than that of Nation membrane. When the Nation/Silicon oxide composite membrane was employed as an electrolyte in H2/O2 PEMFC, a higher current density value （1 000 mA/cm^2 at 0.38 V） than that of the Nafion1135 membrane （100 mA/cm^2 at 0.04 V） was obtained at 110 ℃.     

基于MATLAB的模糊控制器控制规则优化研究

在模糊控制器中,只有合理有效地调整控制规则,才能充分发挥其效能,利用MATLAB提供的基于Windows平台的图形界面仿真工具SIMULINK,对带有自调整加权因子的模糊控制器控制规则进行单参数和多参数的仿真优化,通过参数标定和响应效果的比较,使模糊控制系统得到最快阶跃响应。优化结果表明,所采用的仿真方法具有方便、直观和准确等优点。     

基于MATLAB的模糊参数自整定PID控制器的仿真研究

介绍了用模糊推理的原则进行PID参数的整定方法,并利用MATLAB语言编程与SIMULINK仿真相结合的方法,实现了模糊自整定PID控制器与常规PID控制器的仿真与比较。仿真结果表明,模糊自整定PID控制器改善了系统的动态性能,具有更强的实用性。