质子交换膜燃料电池系统的输出特性建模及其应用

质子交换膜燃料电池(PEMFC)由于其能量转换效率高,燃料来源丰富同时不会带来环境污染的特点,近年来被广泛应用于交通领域和发电领域,以此来应对当前社会所面临的化石能源短缺与环境污染问题。在PEMFC的实际应用过程中,研究不同的敏感因素及其对系统性能的影响,对于PEMFC输出性能的改善与优化具有重要的意义。基于这个目的,本文主要进行了以下研究工作:1.从PEMFC的基本工作原理出发,详细讨论了PEMFC的系统结构。为了分析不同敏感因素对于输出特性的影响,与团队合作搭建了桌面动力系统平台,借助该平台从多个角度开展PEMFC输出特性影响因素的测试与分析工作。2.以车载燃料电池系统为例,从稳态性能与动态性能两个角度进行了PEMFC电堆输出特性的建模工作,并围绕建立的输出特性模型开展仿真与对比验证实验,论证了本文所建立的输出特性模型的准确性与可靠性。3.针对于燃料电池系统输出性能优化的实际需求,完成了燃料电池附属系统的建模工作以及系统输出特性模型的集成建模工作。4.基于实际应用场景中燃料电池系统的热平衡需求,完成了温度控制策略的需求分析与设计过程。针对上述温度控制策略进行了控制效果的仿真对比实验,论证了本文所设计的温度控制策略的有效性。5.结尾处对全文研究内容进行总结与概括,也指出本文存在的不足之处;此外,对质子交换膜燃料电池商业化的前景表达了期待。