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。     

我国CCM型膜电极研究取得重大进展

科技部门户网站报道（2013—07—24）膜电极是质子交换膜燃料电池（PEMFC）的核心部件,直接影响电池输出性能和反应效率,开发低铂（Pt）担量、高反应效率的CCM（催化剂制备到膜上）型薄催化层膜电极是目前质子交换膜燃料电池开发的一个重要技术方向．在“863计划”电动汽车重大项目支持下,大连化物所承担的“下一代燃料电池系统研究与开发”课题目前取得重大突破和阶段性成果．     

质子交换膜燃料电池温度场数值模拟

本文利用Comsol软件,对质子交换膜燃料电池(PEMFC)的二维质子交换膜模型进行温度场数值模拟,结果表明,质子交换膜内部温度靠近阴极一侧高于阳极一侧且电池内部温度随工作电压的降低和电池孔隙率的增加而升高,这一结果对质子交换膜燃料电池(PEMFC)的深入研究具有重要参考价值.     

模型预测控制器在质子交换膜燃料电池中的应用

在对质子交换膜燃料（PEMFC）的工作原理进行研究分析的基础上,对其进行数学描述,建立质子交换膜燃料电池的数学模型.根据缩减域控制原则进行模型预测控制器的设计,对比分析分别采用氧气压力和氢气压力作为控制变量时输出电压的变化.仿真结果表明当选择氧气压力作为控制变量时能够获得比较理想的控制效果.     

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．     

PEMFC膜电极的活化研究进展

质子交换膜燃料电池(Proton Exchange Membrane Fuel Cell, PEMFC)的性能很大程度上由膜电极决定.新组装的PEMFC需要对其膜电极组件(Membrane Electrode Assembly, MEA)进行适当的活化,才能达到稳定的性能.通过活化MEA可使质子交换膜充分润湿,并建立有效的质子、电子、气体及水的传输通道,从而提高PEMFC的放电性能和稳定性.本文综合分析了PMEFC的活化机理,并将活化类型分为三种:预活化型、放电活化型和恢复活化型.分别对三种活化类型的特点进行了阐述,并对PEMFC的活化工艺研究进行了展望.     

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.     

温度和阴极湿度对质子交换膜燃料电池的影响

温度和阴极湿度直接影响质子交换膜燃料电池(PEMFC)的功率密度与内部水分布,由于二者的耦合作用,在工程实际中,PEMFC的高效可靠运行往往需要同时考虑二者的调节关系。因此,针对这一问题,提出了工作温度与阴极湿度双参数对PEMFC性能的协同影响分析。文中对于逆流形式单直通道的PEMFC,构建了三维稳态模型。通过与实验结果对比,验证了模型的正确性,并根据电压变化研究了不同组合下PEMFC功率密度和内部水分布特性。结果表明,在不同电压阶段,质子交换膜(PEM)对温度和阴极湿度的敏感性不同,对两者进行耦合分析,可获得较高的质子交换膜电导率和较宽的功率密度调节域。     

键合图理论在PEMFC建模的应用

基于汽车控制系统的实时性要求,控制模型必须在保证准确性的同时具有运算简单的特点.质子交换膜燃料电池（PEMFC）被誉为最有前途的车用燃料电池,对其模型的研究是不可或缺的.本文根据车用实时控制的要求结合PEMFC工作原理,利用键合图方法和20-sim软件,建立PEMFC的稳态模型.通过比较仿真结果与实验结果,验证了模型的正确性.     

Proton exchange membrane fuel cells modeling based on artificial neural networks

To understand the complexity of the mathematical models of a proton exchange membrane fuel cell (PEMFC) and their shortage of practical PEMFC control, the PEMFC complex mechanism and the existing PEMFC models are analyzed, and artificial neural networks based PEMFC modeling is advanced. The structure, algorithm, training and simulation of PEMFC modeling based on improved BP networks are given out in detail. The computer simulation and conducted experiment verify that this model is fast and accurate, and can be used as a suitable operational model for PEMFC real-time control.     

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。     

燃料电池电动汽车中的加湿技术研究

介绍了质子交换膜燃料电池的原理与特点 ,分析了对质子交换膜燃料电池电动汽车燃料供给系统进行加湿的必要性 ,并对系统所需加湿量进行了计算 ,最后设计开发了适于车载使用的加湿方案     

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.     

PEMFC发电机三相恒频恒压逆变方案研究

介绍了基于质子交换膜燃料电池(PEMFC)的氢能发电机输出特性,为将PEMFC发出的直流电变换为交流电,提出了高低频两种PEMFC专用逆变器三相恒频恒压方案,并通过Matlab进行仿真,经比较分析仿真结果得出了基于DC/DC和DC/AC的单相高频逆变方案是最佳选择的结论.     

基于SIMULINK／FIRE的PEMFC系统联合仿真

针对PEMFC三维动态数值仿真,结合SIMULINK和FIRE各自的功能,利用SIMULINK的S-函数及FIRE的USERFUNCTION开发了两者的接口,通过共享数据文件的方式实现了SIMULINK和FIRE之间的数据同步通讯,初步建立了PEMFC系统的空间三维动态联合仿真平台。并以单流道PEMFC三维数值模拟为例,在质量守恒的意义下用数值算例验证了联合仿真动态计算的有效性。