一、质子交换膜燃料电池(PEMFC)的建模方法研究（论文文献综述）
向洪坤[1]（2021）在《电动汽车氢燃料电池特性仿真与关键技术研究》文中研究表明质子交换膜燃料电池（Proton Exchange Membrane Fuel Cel,PEMFC）是一种能够将储存在燃料中的化学能转换成电能的发电装置,它具有高效、清洁、可靠性高、启动快等特点。燃料电池电动汽车（Fuel Cell Vehicles,FCV）是一种以PEMFC作为主要动力来源的电动汽车,它具有高效率、长续航能力、绿色环保、低噪声等特点。FCV已成为当下研究的热门,而做为FCV核心的PEMFC也必将成为人们研究的重点。电动汽车PEMFC是一个非线性的复杂系统,它具有能量管理特性、水管理特性、热管理特性、冷启动、耐久性等诸多特性。对这些模型建立相应数学模型,并通过强大的仿真软件进行仿真实验分析,是一个非常重要的研究手段。同时,运用神经网络算法对PEMFC实验数据进行分析,与仿真手段相得益彰。本文首先综述了燃料电池的发展历史及国内外研究现状,通过分析PEMFC的关键技术,从而引出本文的研究内容;其次阐述了燃料电池的基本原理、分类、优势以及燃料电池汽车的基本原理、分类、优势;然后在结合前人研究成果的基础上建立了燃料电池输出电压数学模型以及电动汽车PEMFC特性（能量管理特性、水管理特性、热管理特性、冷启动、耐久性）的数学模型。然后,在Matlab2014b/Simulink仿真平台上,通过对相对单一的输出电压、功率、效率建模仿真,分析工作温度、反应气体压力、膜含水量等因素对输出电压、功率、效率等特性的影响,得出适当提高工作温度、两极气体压力以及增加膜含水量均能提高PEMFC输出特性的结论。并结合车辆实际工况来调整各因素的参数值以满足车辆实际功率需求,并进一步分析电动汽车燃料电池的相关特性。再后,搭载30k W PEMFC进行实验,在Matlab2014b中运用神经网络算法对实验所得数据进行训练,并预测不同工况条件下的各参数值,再运用神经网络算法对耐久性测试数据进行训练、预测PEMFC的使用寿命。最后,结合PEMFC在实际车辆中的应用,根据车辆启动、加速、匀速、爬坡、减速、下坡、制动等不同工况下功率需求及时调整PEMFC的工作温度、阴极分压、阳极分压、膜含水量等相关参数,从而提高电池输出性能,进一步分析电动汽车PEMFC的各项特性。本文通过对PEMFC相对单一的电压、功率、效率等输出特性进行仿真分析,来间接研究电动汽车PEMFC相对较复杂的能量管理、水管理、热管理、冷启动、耐久性等特性,并运用人工神经网络算法对PEMFC不同工况下的各参数进行预测以及对PEMFC使用寿命的预测,结合FCV车辆的实际工况需求以及预测结果,调整PEMFC的各项参数值,为后续研究电动汽车PEMFC的相关特性提供了一种思路。
卫超强[2]（2021）在《不同参数对质子交换膜燃料电池输出特性的影响》文中进行了进一步梳理质子交换膜燃料电池（Proton Exchange Membrane Fuel Cell,PEMFC）作为一种新型的能量转换装置,将化学能直接转化为电能,突破了卡诺循环的限制。由于其高效率、零污染等优点,受到了众多学者的关注。但PEMFC离大范围应用还有诸多工作要做,例如需要进一步提升其输出性能。本文针对燃料电池输出性能较低的问题,研究了运行温度、工作压力、加湿度以及质子交换膜（Proton Exchange Membrane,PEM）厚度对燃料电池输出性能的影响,建立了稳态单流道的燃料电池模型,揭示了不同操作条件下燃料电池内部各个物理量的分布特性,也探究了不同的操作条件对PEM上电流密度和水含量分布的影响。本文的主要内容如下:首先根据PEMFC的种类和工作原理,分析了其净输出电压,总结了近年来关于电池输出性能的研究进展,且基于燃料电池动力学、热力学以及流场分析理论,建立了单流道三维稳态的计算模型,并对模型的物理参数和边界条件进行设置。然后利用COMSOL对其二次电流分布、浓物质传递、多孔介质流动以及固体传热过程进行了数值模拟,计算得出PEMFC在不同操作条件下对其输出性能影响的极化曲线,以及电池稳态运行时氢气、氧气、水含量与电流密度的分布云图。最后对仿真结果进行对比分析。在相同的条件与几何参数之下,依次改变燃料电池的运行温度、压力、加湿度以及质子交换膜厚度这四个变量中的一个变量,对燃料电池的极化曲线进行计算,并对其运行过程中质子交换膜上的水含量以及电流密度的分布云图进行对比。结果表明:（1）当电池的相对湿度为100%、运行压力为2atm、运行温度范围为333K～353K时,当运行温度升高时,PEMFC的最大功率提高,电池反应剧烈,PEM的水含量增加使膜电导率增加,从而降低了电池的内阻,使得燃料电池的活化过电压、欧姆过电压以及浓差过电压都降低,最后提高输出电压。（2）当电池的运行温度为353K、相对湿度为100%、运行压力为1atm～2atm时,压力升高会使PEM的水含量提高,并且压力升高促使电池反应速率加快,改善电池的输出性能;当电池的运行温度为353K、运行压力为2atm时,电池的进气加湿度越高,PEM的水含量越高,电流密度的分布范围更广,电池的输出性能越好。（3）PEM的厚度对燃料电池的性能有很大的影响,且对其水含量以及电流密度的分布都有影响。在一定范围内膜越薄,其内阻越小,欧姆损失电压越小,燃料电池的输出电压和输出功率越高。
徐博识[3]（2021）在《基于神经网络的燃料电池性能预测与多目标优化》文中研究表明燃料电池作为新一代能量转换设备,具有发电效率高、无污染、安全可靠等优点,因此近年来被视为非常有前景的新一代发电装置。但在将燃料电池商业化过程中仍面临两大关键问题:工程实际中当运行工况改变后,如何快速预测出其工况改变后的性能参数;以及如何调整电池的运行参数与结构参数,以使电池的多个性能指标同时有所提高。由于近年来机器学习领域的不断发展,采用智能算法（如神经网络、遗传算法等）为手段来对燃料电池进行建模与研究成为了新的研究热点。本文基于以上两个问题,探究了神经网络技术在燃料电池领域中的应用,以提高燃料电池性能预测的预测精度以及完善燃料电池多目标优化领域的相关研究。首先,本文采用计算流体力学（CFD）方法建立了一个三维质子交换膜燃料电池（PEMFC）的仿真模型。通过在不同运行工况下与文献中的实验数据对比,结果表明在三种不同的操作压力和温度下,仿真模型的极化曲线均与实验数据吻合良好,证明了该模型的正确性。因此采用此CFD模型作为后续神经网络训练数据的获取来源以及多目标优化的基础模型。其次,为了解决当前常用的误差反向传播多层前馈神经网络（BP神经网络）权重初始分配的随机性问题及预测精度有待进一步提高的需求,本文引入了一种深度信念网络（DBN）来对PEMFC建立性能预测模型。利用仿真模型计算出1500组数据作为DBN的训练数据,并对训练数据的预处理方式、训练迭代步数、网络拓扑结构进行讨论以得出最佳神经网络模型。结果表明:该DBN模型具有很好的预测效果,与另外两种常用的神经网络方法相比,本文所建立模型的预测精度最高;并且仅通过1500组数据对DBN进行训练便可成功对41600组工况进行预测,找出了电池最大功率密度所对应的运行工况。最后,探索将神经网络与多目标遗传算法结合以进行燃料电池的多目标优化。首先通过方差分析方法从11个常用的电池变量中选出对性能影响最显着的变量,作为后续的决策变量。然后训练三个以神经网络作为基学习器的集成模型,作为计算多目标遗传算法中适应度函数的代理模型。之后运行优化算法来对电池的功率密度、系统效率、阴极氧气分布均匀性三个指标同时进行优化。结果表明:在电池的众多参数中,操作压力、温度、阳极化学计量数、扩散层厚度、膜厚度、流道宽度是对本文三个性能指标影响最显着的六个变量;将神经网络与优化算法结合后极大减少了优化时间,程序仅运行9分37秒便得到最终的帕累托最优解集;选取的最优模型与基础模型相比功率密度提升了0.117 W/cm2,系统效率提高11.04%且阴极催化层上的氧气分布更为均匀。
李正辉[4]（2021）在《车用质子交换膜燃料电池系统空气路解耦控制研究》文中进行了进一步梳理在环境和能源变成全球共同关心问题的背景下,新能源汽车技术在各国的支持下将会在未来变成比较重要的趋势,以氢为能源供应的燃料电池汽车技术也将成为未来新能源技术的重要突破方向。随着燃料电池的市场化,燃料电池的技术突破和研发问题也受到广泛关注。本文主要研究了车用质子交换膜燃料电池空气供给系统的模型和控制问题,搭建了燃料电池空气供给系统的模型和试验测试台架。针对其压力与流量的非线性和强耦合性的特点,为了避免不利因素的干扰以改善燃料电池系统的性能,需要对其进行解耦控制,所涉及的具体内容主要如下:本文首先在课题的研究背景和控制问题研究的现状基础上,针对质子交换膜燃料电池的结构阐明了其原理以及对其输出特性和极化现象进行分析。根据电化学和热力学等原理建立了燃料电池的输出电压和物质消耗的模型。其次参考阴极空气系统的模型假设和数学公式推导建立了系统的动力学模型,各个主要部分有空压机、供气管路、回流管路与背压阀和阴极内部。利用实际实验的结果对其重要部件空压机的出口流量进行了拟合。根据过程单元模型建立的思路和所推导的数学模型,在Simulink中搭建燃料电池空气系统模型,对燃料电池的电压电流、压力和流量进行仿真分析。然后搭建了系统的实验台架,设计了系统的通讯网络结构,对其进行加载与降载的实验并记录相关的实验数据。通过将台架实验与模型仿真实验的结果进行对比验证并分析各主要参数随实验过程的变化情况,证明了搭建模型能够正确反映台架实验过程,为后续的控制器设计与仿真提供了平台和基础。最后为了解决燃料电池空气系统压力与流量耦合的控制问题,深入分析了空气回路的控制算法逻辑,根据多变量过程控制系统的解耦控制过程对燃料电池空气系统的控制器进行解耦控制器设计。在前馈控制的基础上,将系统在不同压力条件下的工作点与解耦控制系数进行匹配,进而确定燃料电池空气系统在不同操作点的解耦控制系数,实现解耦控制的过程。仿真结果表明本文提出的解耦控制过程可以很好地实现燃料电池空气系统流量与压力的解耦控制,控制器的结构简单,具有良好的解耦效果和实用性能。
李高强[5]（2021）在《某客车氢燃料电池系统建模与仿真研究》文中认为在节能减排和各国为实现碳中和的背景下,氢能作为一种来源广泛且无污染的二次能源,被广泛应用于交通运输领域,是实现交通运输领域深度脱碳的最佳选择。因此,各国科研工作者及相关企业,开始对车用动力源质子交换膜燃料电池（PEMFC）,进行了大量研究及实车示范运营。本文依托省科技厅项目“氢燃料电池客车示范应用”,基于企业某氢燃料电池客车的燃料电池系统,利用实车参数,对系统进行建模及温度控制研究,通过在已验证的燃料电池系统模型基础上,建立功率匹配模型,讨论了燃料电池输出功率、辅助动力电池输出功率的功率匹配合理性。首先,基于电化学反应理论,建立了氢燃料电池堆模型,同时建立空气供给系统及氢气供给系统,并考虑了车辆功率需求、温度、空气计量比等多因素在内的氢燃料电池系统模型。利用实车的空气压缩机、氢气循环泵、电堆单片数等参数,在额定功率条件下,将仿真结果得到的单电池电压、电池堆相对湿度以及全功率条件下,仿真结果得到的极化曲线与实车数据进行对比,验证该模型的正确性,然后利用该模型分析不同加湿方式、温度、空气计量比对燃料电池性能的影响。其次,在已验证的燃料电池系统模型的基础上耦合燃料电池热管理模型,研究当车辆对电池系统需求功率变化时,燃料电池电堆温度的变化。采用电堆出入口温差和优化热管理模型参数对燃料电池堆温度进行合理控制,使燃料电池堆温度误差在工程允许误差范围内,并进一步验证模型的正确性。最后,基于不同工况下的车辆动力性要求,建立了燃料电池输出功率、辅助动力电池输出功率的功率匹配模型。将目标车辆的整车质量、车速、空气和滚动阻力系数以及动力电池组相关参数输入到模型中,研究车辆在不同工况下,整车功率匹配的合理性。研究表明:当整车功率需求量小于电池堆额定输出功率,由电堆向车辆提供需求功率,当车辆的需求功率大于电池额定输出功率时,将由电堆和动力电池组共同提供,验证了燃料电池系统输出功率与目标车辆整车功率匹配的合理性。通过对燃料电池系统及功率匹配模型的建模及验证,可借用该模型为企业在生产大功率燃料电池客车时,设计合理的燃料电池系统以及验证系统中各个子模型选择的合理性。
林佳博[6]（2021）在《燃料电池汽车动力总成热管理系统设计与控制策略研究》文中指出由于全球能源的短缺以及地球环境的不断恶化,近年来,汽车行业向新能源方向飞速转型发展。而燃料电池在工作的时候仅氢气与空气反应,产物仅为水,具有节能环保、安全高效等特点,且其相较其余新能源车型具有续驶里程长、燃料加注时间短等优点,必将成为今后新能源汽车的发展趋势。本文中,燃料电池汽车采用质子交换膜燃料电池（PEMFC）与锂电池组合的方式,PEMFC提供主要电能,锂电池组辅助提供电能,单独或协同工作,为驱动电机的运转供电,同时也为汽车其余耗电部件提供电能,整车协同,平稳运行。燃料电池汽车动力总成包括PEMFC、锂电池组以及驱动电机。运行过程中,温度对燃料电池的工作特性有着较大的影响,同时也会影响锂电池的电能输出以及电机的工作特性,因此,燃料电池汽车动力总成需要一个合理的热管理系统将其温度控制在合理范围内,使得各部件能高效工作,发挥出最佳性能,也能延长其使用寿命。本文以省校共建项目“高比功率燃料电池发动机关键技术研究与平台开发”作为依托,从工作原理及理论上进行分析,同时设计并进行实验,通过建模以及仿真的方式进行热管理系统的研究,验证所设计热管理系统的可行性以及合理性。首先,从燃料电池电堆的工作机理入手,分析了电堆因极化而产生的电压损失,并对锂电池的工作原理及充放电特性进行研究。基于动力总成各部件的工作方式及工作条件,进行动力总成热管理系统的结构设计。针对所设计的热管理回路,分别对燃料电池以及锂电池进行热特性分析,了解其产热以及散热特性,探究温度对动力总成造成的影响。而后设计并进行实验,对实验结果进行分析,验证温度对燃料电池电堆以及锂电池工作特性所产生的的影响,为仿真平台的搭建以及热管理系统控制的研究提供数据支持。而后,应用MATLAB/Simulink软件对燃料电池、锂电池以及驱动电机进行仿真计算模型的搭建并制定燃料电池-锂电池在工作时的功率分配模式,同时还在GT-Suite软件中搭建了燃料电池汽车的热管理模型,两个软件中模型运行时数据互通,完成热管理系统仿真平台的搭建。最后,基于所设计的热管理系统结构以及各部件热特性分析,进行热管理策略的开发,对燃料电池汽车动力总成热管理系统进行合理控制,使其满足所制定的控制目标以及功能。将所研究的热管理控制策略与热管理系统仿真平台相耦合,进行MATLAB/Simulink软件与GT-Suite软件的联合仿真,通过仿真结果来分析所设计的燃料电池汽车动力总成热管理系统温度控制效果的合理性。
魏永琪[7]（2021）在《质子交换膜燃料电池欧姆内阻估计及热功率研究》文中研究指明伴随着能源危机的进一步加剧,寻找新型可替代能源对于汽车产业十分关键。质子交换膜燃料电池（proton exchange membrane fuel cell,PEMFC）具有高效、环保等特点。欧姆内阻和热功率是燃料电池运行过程中重要的参数,欧姆内阻可以表征输出性能,热功率可以决定温度变化趋势,因此,对两者展开研究具有重要理论意义和工程价值。本文介绍了质子交换膜燃料电池的结构原理和运行模型。设计了质子交换膜燃料电池系统试验装置平台,并探讨了开、关机策略及空气路参数设定。根据监测的质子交换膜燃料电池单体极化曲线,设定燃料电池输出稳定在欧姆极化区域。利用等效电路模型和双卡尔曼滤波算法,在设计的试验装置平台上对质子交换膜燃料电池欧姆内阻的估计进行了UDDS工况模拟试验研究,结果表明:（1）双卡尔曼滤波算法存在不足,为此,进行了改进,一是在结构上,摒弃参数交叉的循环方式;二是在算法流程上,将一级卡尔曼滤波算法中状态转移系数矩阵设置为定值,在二级卡尔曼滤波算法中去除电容容量参数优化预测流程。（2）利用改进后的双卡尔曼滤波算法,估计的燃料电池欧姆内阻相对误差为1.111-1.517%,相比采用改进前的双卡尔曼滤波算法,下降了3.544-4.69%。利用设计的质子交换膜燃料电池仿真模型,在MATLAB/Simulink平台上,对估计欧姆内阻和燃料电池热功率的关系建立,进行了UDDS工况模拟试验研究,结果表明:（1）燃料电池热功率和估计欧姆内阻的关系式为:PH（k）=KstIa2（k）R?（k）,Kst为燃料电池热功率修正系数,取值范围为1.415-1.656。（2）与文献[20-25,74-76]中热模型得到的热功率相比,由估计欧姆内阻计算的热功率误差为0.03-0.343%。（3）利用热功率计算值,在试验装置平台上对燃料电池内部温度进行控制,燃料电池温度变化范围为59-71℃,温差在2-6℃以内,低于预先设定的燃料电池温差（6℃）,而采用传统燃料电池内部温度控制策略控制温度,温差范围为3-17℃,说明本文提出的基于估计欧姆内阻计算燃料电池的热功率方法是可行的。
王渭[8]（2021）在《基于模型预测控制的单相并网质子交换膜燃料电池发电系统研究》文中指出质子交换膜燃料电池（Proton Exchange Membrane Fuel Cell,PEMFC）并网发电时,由于产生的电压较小,需要应用前级DC-DC变换器将低直流电升压至高直流电压,再通过后级全桥逆变器将直流电逆变成50Hz的交流电,因此单相并网PEMFC发电系统通常由两级式结构组成。在单相系统中,系统中引入了固有的低阶电流脉动,这会对燃料电池组产生有害影响。例如,降低PEMFC的输出电压和输出效率,缩短其使用寿命,甚至加速其膜电极的降解速率。此外,DC/AC耦合功率会引起交流侧电流的畸变,同时还会造成燃料电池输出侧电流带有含量较高的低频纹波（100Hz）。这不仅会造成发电系统的输出电能质量较低,难以满足并网电能质量要求,并且会降低整个系统的效率。本文针对低频电流纹波对PEMFC的不利影响和逆变器控制等问题,从减少PEMFC低频电流纹波和改善并网电能质量的目标出发,开展了一系列研究。本文的主要研究工作如下:（1）针对传统模型预测控制（Model Predictive Control,MPC）算法中由于电压矢量数量限制导致的跟踪不精确的问题,本文提出了一种基于谐波削弱的改进MPC算法。该方法根据系统的实际运行情况,通过划分扇区的方法构造了虚拟矢量,增加了MPC算法中可供选择的电压矢量数量,在单一控制周期内采用有效矢量、虚拟矢量和零矢量共同作用进行控制。通过与传统MPC算法进行对比,证明该方法控制精度更高,跟踪更加精确,降低了电网侧交流电流的总谐波失真,并且保证了电网侧的高交流电能质量。（2）针对单相并网PEMFC发电系统中存在的低频电流纹波问题,提出了一种基于功率解耦控制的低频电流纹波抑制方法。该方法采用基于谐波削弱的改进MPC算法,对低频电流纹波实现了有效的抑制作用,保证了系统具有良好的跟踪效果和鲁棒性,从而提高了系统的效率,延长了工作寿命。（3）基于仿真软件MATLAB/Simulink,对本文提出的方法进行了仿真实验。仿真结果表明,该算法不仅能完全消除输入电流纹波,降低电网侧交流电流的总谐波失真,而且显着改善了系统的暂态性能,系统的效率和安全均得到了显着的提高。最后,设计了一台实验样机,实验结果验证了本文所提方法的正确性和可行性。
张运赫[9]（2021）在《高温燃料电池流道建模与仿真》文中研究说明燃料电池作为一种能量转换装置,具有效率高、零污染、适用性强等特点。广泛应用于移动电站、交通运输和固定电站等方面。在能源危机、环境污染、气候变暖日益严重的今天,燃料电池越发显得重要。而高温质子交换膜燃料电池除了具有燃料电池的优点外,还具有一氧化碳耐受度强,生成物是气态水,高温燃料电池系统水管理简单的优点,故高温质子交换膜燃料电池成为了近年来研究的热点。本文首先介绍了质子交换膜燃料电池的基本概念、原理、研究背景和国内外研究现状。接着描述了质子交换膜燃料电池理论计算,主要有理论效率计算、燃料电池电动势计算、电动势与温度的关系、电动势与压力的关系。描述了高温质子交换膜燃料电池模拟仿真控制方程,主要包括质量守恒方程、动量守恒方程、能量守恒方程、组分守恒方程、电荷守恒方程等。燃料电池中流道的作用是引导反应气体流动,确保反应气体均匀分布到催化层上,保证质子交换燃料电池具有良好的性能。本文考虑在流道中加入三维气流扰动结构,通过增强气流的混合与匀化,进而提升电池性能。建立了不具有三维扰动结构的直流道、具有三维扰动结构的直流道和不具有三维扰动结构的小尺寸直流道模型,并利用ANSYS中FLUENT软件分别研究了三维扰动结构对燃料电池极化曲线的影响。特别是三维扰动结构高度和长度对燃料电池的极化曲线的影响。结果表明,具有三维气流扰动结构的燃料电池,电池性能得到明显提升。具有三维扰动结构（扰动结构高度为0.2mm）的燃料电池,在0.3安培时,电压由原来的0.71伏特提升到0.7105伏特;在0.6安培时,电压由原来的0.6208伏特提升到0.6318伏特。而不具有三维扰动结构的小尺寸单电池,相同电流条件下,输出电压比较小,不具有三维扰动结构的小尺寸单电池不能提升燃料电池的性能。模拟仿真结果表明,随着三维扰动结构高度的增加,燃料电池的性能随之提升。在0.6伏特时,三种具有不同高度（0.2mm、0.3mm和0.4mm）的三维扰动结构燃料电池对应的电流输出分别为0.61安培、0.62安培和0.63安培;在0.7伏特时,三种具有不同高度的三维扰动结构燃料电池对应的电流输出分别为0.306安培、0.315安培和0.326安培。三维扰动结构的长度增加到10mm时,燃料电池极化曲线是与三维扰动结构长度增加前的极化曲线重合的,说明增加三维扰动结构的长度不能提升燃料电池的性能。模拟仿真结果也表明,增加流道中的三维气流扰动结构,可以提升阴极氧气浓度的均匀性,对于提升电池稳定性具有重要作用。在未来的研究工作中,将着重考虑三维气流扰动结构的定量优化与电池的整体优化等问题。
陈彦志[10]（2021）在《燃料电池测试系统的温度控制策略研究》文中提出质子交换膜燃料电池（Proton Exchange Membrane Fuel Cell,PEMFC）是新能源领域中的一支重要分支,它除了燃料电池共有的零污染、效率高以及噪音小等共同优点外,同时还兼备工作温度低、功率密度大和启动迅速的优点。然而PEMFC的工作温度对它的输出性能、使用寿命以及效率的影响十分显着。燃料电池测试系统作为燃料电池核心模块与部件表征、电堆设计与迭代优化、燃料电池产品性能检测与评价必不可少的设备,对燃料电池发展起着巨大的推动作用。温度是影响燃料电池性能的重要因素。然而,燃料电池系统本身具有耦合性、滞后性和时变性的特点,传统控制策略的控制效果并不理想。此外,燃料电池测试平台由于被测对象的不确定性,电堆产热量会随电堆额度功率、性能和实际工作电流点发生较大变化,导致实际应用中温度难以精确控制。因此,对质子交换膜燃料电池测试系统的温度控制策略研究具有重要意义。本文的研究内容如下:1.介绍了燃料电池的工作原理,对燃料电池测试系统的基本构成和功能特点进行概述,接着以燃料电池测试系统热管理模块模型和燃料电池测试系统温度控制算法为切入点介绍本课题国内外的研究现状。2.分析燃料电池运行过程中的产热和散热,设计燃料电池测试系统的热管理模块硬件回路结构,对热管理模块中的关键设备进行选择,接着开发了燃料电池测试系统的软件控制模块,设计了友好的人机交互界面,满足燃料电池进行实验的目标和要求。3.为了实现对燃料电池温度的精确控制,首先基于PEMFC的工作原理和热平衡方程,建立了燃料电池电堆的热模型,然后分别对燃料电池测试系统热管理模块中的循环水泵、循环水箱以及散热器建立了符合其主要特性的数学模型。最后整合建立一个完整的闭环热管理系统模型。4.基于热管理模块的仿真模型,设计了合适的温度控制策略,在仿真中与传统控制策略进行了控制效果的对比和分析,并将所设计的温度控制策略在实际燃料电池测试系统中进行了实现,对仿真结果也进行了验证。研究结果表明,本课题设计的热管理模块和温度控制策略可以使PEMFC在稳态或者动态的工况下保持稳定的温度。
二、质子交换膜燃料电池(PEMFC)的建模方法研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、质子交换膜燃料电池(PEMFC)的建模方法研究（论文提纲范文）
（1）电动汽车氢燃料电池特性仿真与关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 国内外燃料电池研究现状 |
| 1.2.1 燃料电池发展史 |
| 1.2.2 燃料电池国内外研究现状 |
| 1.2.2.1 燃料电池国外现状 |
| 1.2.2.2 燃料电池国内现状 |
| 1.3 主要研究内容及研究意义 |
| 1.3.1 主要研究内容 |
| 1.3.2 研究意义 |
| 2 燃料电池的基本原理及特性 |
| 2.1 燃料电池 |
| 2.1.1 燃料电池基本原理 |
| 2.1.2 燃料电池分类 |
| 2.1.3 燃料电池优势 |
| 2.2 质子交换膜燃料电池(PEMFC) |
| 2.3 燃料电池电动汽车介绍 |
| 2.3.1 电动汽车分类 |
| 2.3.2 燃料电池电动汽车原理 |
| 2.3.3 燃料电池汽车优势 |
| 2.3.4 燃料电池电动汽车分类 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 电动汽车的PEMFC特性建模 |
| 3.1 PEMFC数学模型 |
| 3.1.1 热力学开路电压 |
| 3.1.2 活化过电压 |
| 3.1.3 欧姆过电压 |
| 3.1.4 浓度差过电压 |
| 3.1.5 功率和效率 |
| 3.2 建立电动汽车PEMFC特性数学模型 |
| 3.2.1 能量管理特性 |
| 3.2.2 水管理特性 |
| 3.2.3 热管理特性 |
| 3.2.4 冷启动 |
| 3.2.5 耐久性 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 仿真实验及结果分析 |
| 4.1 Matlab/Simulink仿真软件 |
| 4.2 神经网络算法 |
| 4.3 建立基于Simulink平台仿真模型 |
| 4.4 仿真实验与结果分析 |
| 4.4.1 仿真实验设置 |
| 4.4.4.1 仿真实验条件设置 |
| 4.4.4.2 仿真实验数据输出设置 |
| 4.4.2 温度对电动汽车PEMFC的影响 |
| 4.4.3 阳极气体压力对电动汽车PEMFC的影响 |
| 4.4.4 阴极气体压力对电动汽车PEMFC的影响 |
| 4.4.5 膜含水量对电动汽车PEMFC的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 燃料电池实验与结果分析 |
| 5.1 燃料电池实验 |
| 5.1.1 燃料电池测试系统介绍 |
| 5.1.2 实验平台搭建及数据采集 |
| 5.2 实验数据分析处理 |
| 5.2.1 对第一阶段实验数据进行分析处理 |
| 5.2.1.1 设置输入输出样本 |
| 5.2.1.2 选择隐含层数和隐层节点数 |
| 5.2.1.3 传递函数和训练函数的选择 |
| 5.2.1.4 网络阈值权值设置 |
| 5.2.1.5 网络训练 |
| 5.2.1.6 模型验证 |
| 5.2.1.7 网络预测 |
| 5.2.2 对第二阶段实验数据进行分析处理 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间参加的科研项目及发表的学术论文 |
| 致谢 |
（2）不同参数对质子交换膜燃料电池输出特性的影响（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 燃料电池 |
| 1.2.1 燃料电池的分类 |
| 1.2.2 PEMFC的工作原理 |
| 1.2.3 PEMFC的净输出电压 |
| 1.3 PEMFC的研究现状 |
| 1.3.1 PEMFC的应用现状 |
| 1.3.2 PEMFC的国内外研究现状 |
| 1.4 本文研究内容 |
| 第2章 PEMFC数学模型的建立 |
| 2.1 PEMFC流场分析模型 |
| 2.1.1 质量守恒方程 |
| 2.1.2 动量守恒方程 |
| 2.1.3 能量守恒方程 |
| 2.1.4 组分守恒方程 |
| 2.1.5 多孔介质扩散 |
| 2.2 燃料电池热力学 |
| 2.2.1 Gibbs自由能 |
| 2.2.2 Nernst电压 |
| 2.3 燃料电池动力学 |
| 2.3.1 PEMFC开路电压 |
| 2.3.2 PEMFC的活化过电位 |
| 2.3.3 PEMFC的欧姆过电位 |
| 2.3.4 PEMFC的浓差过电位 |
| 2.3.5 水的电渗拖曳现象 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 PEMFC的仿真建模 |
| 3.1 PEMFC建模以及物理参数的定义 |
| 3.2 COMSOL仿真计算步骤及设置 |
| 3.2.1 定义与边界设置 |
| 3.2.2 材料 |
| 3.2.3 二次电流分布 |
| 3.2.4 浓物质传递 |
| 3.2.5 多孔介质流动与固体传热 |
| 3.2.6 网格划分 |
| 3.2.7 COMSOL求解 |
| 3.3 稳态条件下PEMFC的运行状况 |
| 3.3.1 氢气与氧气的分布状况 |
| 3.3.2 质子交换膜上的反应状态 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 不同参数对PEMFC输出性能影响的分析 |
| 4.1 温度对PEMFC输出性能的影响 |
| 4.1.1 PEMFC的极化曲线 |
| 4.1.2 PEMFC的功率 |
| 4.1.3 不同工作温度下PEMFC的活化损失电压 |
| 4.1.4 不同工作温度下PEMFC的欧姆损失电压 |
| 4.1.5 不同工作温度下PEMFC的浓差损失电压 |
| 4.2 压力对PEMFC输出性能的影响 |
| 4.2.1 氢气浓度分布 |
| 4.2.2 压力对PEM上水含量以及电流密度的影响 |
| 4.2.3 不同工作压力下PEMFC的输出电压 |
| 4.3 加湿度对PEMFC输出性能的影响 |
| 4.3.1 水含量的分布 |
| 4.3.2 加湿度对PEM上水含量以及电流密度的影响 |
| 4.3.3 不同加湿度对PEMFC输出性能的影响 |
| 4.4 质子交换膜厚度对PEMFC输出性能的影响 |
| 4.4.1 水含量的分布 |
| 4.4.2 质子交换膜厚度对水含量及电流密度的影响 |
| 4.4.3 不同质子交换膜厚度对PEMFC输出性能的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
（3）基于神经网络的燃料电池性能预测与多目标优化（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 符号表 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 燃料电池性能预测模型研究现状 |
| 1.2.2 燃料电池多目标优化研究现状 |
| 1.3 国内外研究现状总结 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第2章 质子交换膜燃料电池数值模型 |
| 2.1 质子交换膜燃料电池 |
| 2.1.1 基本结构及工作原理 |
| 2.1.2 工作参数及性能指标 |
| 2.2 模型假设与控制方程 |
| 2.2.1 质量守恒方程 |
| 2.2.2 动量守恒方程 |
| 2.2.3 能量守恒方程 |
| 2.2.4 组分守恒方程 |
| 2.2.5 电荷守恒方程 |
| 2.2.6 液态水生成与输运方程 |
| 2.3 几何模型与边界条件 |
| 2.4 网格独立性与模型验证 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 基于深度信念网络的燃料电池性能预测模型 |
| 3.1 深度信念网络原理 |
| 3.1.1 限制玻尔兹曼机 |
| 3.1.2 深度信念网络 |
| 3.2 训练数据获取与模型参数设定 |
| 3.2.1 训练数据获取 |
| 3.2.2 数据预处理方式 |
| 3.2.3 微调迭代步数 |
| 3.2.4 网络拓扑结构 |
| 3.3 模型预测效果分析 |
| 3.3.1 DBN模型预测结果 |
| 3.3.2 DBN模型与其它智能方法比较 |
| 3.4 基于DBN模型的最大功率密度寻优 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 质子交换膜燃料电池多目标优化策略 |
| 4.1 定义优化目标 |
| 4.2 显着性变量识别 |
| 4.3 代理模型的训练 |
| 4.4 多目标优化框架与优化结果 |
| 4.4.1 多目标优化算法原理与优化框架 |
| 4.4.2 多目标优化结果 |
| 4.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
（4）车用质子交换膜燃料电池系统空气路解耦控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 燃料电池发展与原理 |
| 1.2.1 燃料电池的发展与国内外现状 |
| 1.2.2 质子交换膜燃料电池的原理 |
| 1.3 燃料电池系统及其控制问题研究现状 |
| 1.3.1 质子交换膜燃料电池系统 |
| 1.3.2 燃料电池空气系统控制问题研究现状 |
| 1.4 本文的研究内容 |
| 第2章 质子交换膜燃料电池特性与输出特性模型 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 质子交换膜燃料电池输出特性 |
| 2.2.1 燃料电池的极化 |
| 2.2.2 理想开路电压 |
| 2.2.3 活化极化电压 |
| 2.2.4 欧姆极化电压 |
| 2.2.5 浓差极化电压 |
| 2.2.6 双电层效应 |
| 2.3 质子交换膜燃料电池模型 |
| 2.3.1 燃料电池输出电压模型 |
| 2.3.2 物质消耗 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 燃料电池空气供给系统模型 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 气体压力与流量对燃料电池系统的影响 |
| 3.3 空气压缩机模型 |
| 3.3.1 空压机Map图 |
| 3.3.2 空压机模型 |
| 3.3.3 空压机出口流量的多项式拟合 |
| 3.4 供气管路模型 |
| 3.5 回流管路以及背压阀模型 |
| 3.6 阴极内部流体模型 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 燃料电池空气系统仿真与台架实验分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 燃料电池空气系统Simulink模型与仿真 |
| 4.2.1 燃料电池空气系统Simulink模型 |
| 4.2.2 燃料电池空气系统Simulink仿真分析 |
| 4.3 燃料电池系统台架 |
| 4.3.1 燃料电池通讯系统结构 |
| 4.3.2 燃料电池系统试验台架 |
| 4.4 燃料电池系统台架试验 |
| 4.5 仿真与实验对比分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 燃料电池空气系统参数解耦控制 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 多变量过程解耦控制 |
| 5.3 燃料电池空气系统参数解耦控制器设计 |
| 5.3.1 控制系统分析 |
| 5.3.2 解耦控制器设计 |
| 5.4 控制效果仿真分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表论文 |
| 致谢 |
（5）某客车氢燃料电池系统建模与仿真研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 国内研究现状 |
| 1.2.1 氢燃料电池汽车研究与发展 |
| 1.2.2 PEMFC电池系统研究现状 |
| 1.3 研究意义和主要内容 |
| 1.3.1 研究的意义 |
| 1.3.2 主要内容 |
| 2 氢燃料电池系统结构和工作原理 |
| 2.1 PEMFC电池堆结构及工作原理 |
| 2.2 燃料电池系统结构 |
| 2.2.1 空气供给系统 |
| 2.2.2 氢气供给系统 |
| 2.2.3 水热管理系统 |
| 2.2.4 电控系统 |
| 2.3 系统操作参数的控制 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 氢燃料电池系统仿真及验证 |
| 3.1 仿真模型的建立 |
| 3.1.1 燃料电池堆模型 |
| 3.1.2 空气供给系统模型 |
| 3.1.3 氢气供给系统模型 |
| 3.2 仿真结果分析 |
| 3.2.1 仿真结果与实验数据对比 |
| 3.2.2 操作条件对输出性能的影响 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 氢燃料电池热管理建模与仿真 |
| 4.1 燃料电池系统热值分析 |
| 4.2 燃料电池热管理模型建立 |
| 4.3 仿真结果分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 氢燃料电池汽车动力系统功率匹配 |
| 5.1 燃料电池输出功率设计 |
| 5.2 动力电池组功率设计 |
| 5.3 燃料电池动力系统功率匹配建模 |
| 5.4 仿真结果分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表论文及科研成果 |
| 致谢 |
（6）燃料电池汽车动力总成热管理系统设计与控制策略研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 燃料电池汽车动力总成研究现状 |
| 1.2.2 燃料电池汽车动力总成热管理系统研究现状 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 第2章 动力总成工作原理及热管理系统设计 |
| 2.1 动力总成构型选定 |
| 2.2 PEMFC工作原理与性能 |
| 2.2.1 PEMFC结构 |
| 2.2.2 PEMFC工作原理 |
| 2.2.3 PEMFC输出特性 |
| 2.3 锂电池工作原理与性能 |
| 2.3.1 锂电池工作原理 |
| 2.3.2 锂电池的充放电特性 |
| 2.4 动力总成热管理系统设计 |
| 2.4.1 动力总成热管理功能 |
| 2.4.2 动力总成热管理目标 |
| 2.4.3 动力总成热管理方案 |
| 2.4.4 动力总成热管理回路设计 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 动力系统热特性分析及性能测试 |
| 3.1 燃料电池热特性分析 |
| 3.1.1 燃料电池生热机理 |
| 3.1.2 燃料电池散热机理 |
| 3.2 锂电池热特性分析 |
| 3.2.1 锂电池生热机理 |
| 3.2.2 锂电池散热机理 |
| 3.3 温度对动力总成性能的影响 |
| 3.4 PEMFC性能实验 |
| 3.4.1 实验目的 |
| 3.4.2 实验平台 |
| 3.4.3 实验内容与实验结果 |
| 3.5 锂电池性能实验 |
| 3.5.1 实验目的 |
| 3.5.2 实验平台 |
| 3.5.3 实验内容与实验结果 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 动力总成热管理系统建模与仿真平台搭建 |
| 4.1 燃料电池汽车动力总成模型 |
| 4.1.1 燃料电池模型 |
| 4.1.2 锂电池模型 |
| 4.1.3 驱动电机模型 |
| 4.2 燃料电池-锂电池功率分配模型 |
| 4.2.1 恒温器策略 |
| 4.2.2 功率跟随策略 |
| 4.2.3 功率分配策略工作模式 |
| 4.3 基于GT-Suite的热管理系统模型 |
| 4.4 本章总结 |
| 第5章 动力总成热管理系统策略研究与仿真分析 |
| 5.1 动力总成热管理系统策略研究 |
| 5.1.1 燃料电池热管理系统策略 |
| 5.1.2 锂电池组热管理系统策略 |
| 5.1.3 电机热管理系统策略 |
| 5.2 热管理系统控制方法研究 |
| 5.2.1 基于模糊算法的水泵转速控制 |
| 5.2.2 基于PID算法的风扇转速控制 |
| 5.3 动力总成热管理控制模型搭建 |
| 5.4 典型工况下仿真研究 |
| 5.4.1 常温环境仿真分析 |
| 5.4.2 高温环境仿真分析 |
| 5.4.3 高温环境且高需求功率工况仿真分析 |
| 5.4.4 低温环境仿真分析 |
| 5.4.5 冷启动仿真分析 |
| 5.5 本章总结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（7）质子交换膜燃料电池欧姆内阻估计及热功率研究（论文提纲范文）
| 符号和缩略语说明 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 燃料电池欧姆内阻 |
| 1.2.2 燃料电池热功率 |
| 1.3 主要研究内容及技术路线 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 研究技术路线 |
| 第2章 质子交换膜燃料电池原理、结构及模型 |
| 2.1 工作原理 |
| 2.2 燃料电池单体结构及欧姆内阻构成 |
| 2.2.1 燃料电池单体结构 |
| 2.2.2 欧姆内阻构成 |
| 2.3 运行机理模型 |
| 2.3.1 氧气消耗模型 |
| 2.3.2 氢气消耗模型 |
| 2.3.3 生成物模型 |
| 2.4 水热平衡模型 |
| 2.4.1 水平衡模型 |
| 2.4.2 热平衡模型 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 质子交换膜燃料电池系统试验装置设计 |
| 3.1 物质供应系统 |
| 3.1.1 质子交换膜燃料电池 |
| 3.1.2 氢气供应系统 |
| 3.1.3 氧气供应系统 |
| 3.1.4 DC/DC转换器及通讯设备 |
| 3.2 热管理系统 |
| 3.2.1 冷却液循环泵 |
| 3.2.2 散热风扇 |
| 3.2.3 节温器 |
| 3.3 功率消耗装置 |
| 3.4 开、关机策略及空气路主要参数设定 |
| 3.4.1 开、关机策略及验证 |
| 3.4.2 空气过量系数 |
| 3.4.4 空压机转速 |
| 3.4.5 背压阀开度 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 质子交换膜燃料电池欧姆内阻估计 |
| 4.1 燃料电池单体极化曲线 |
| 4.2 等效电路模型 |
| 4.3 双卡尔曼滤波算法改进 |
| 4.3.1 基本原理 |
| 4.3.2 结构改进 |
| 4.3.3 算法改进 |
| 4.4 欧姆内阻估计器 |
| 4.5 欧姆内阻估计 |
| 4.5.1 UDDS工况模拟试验及结果分析 |
| 4.5.2 欧姆内阻估计验证 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 基于估计欧姆内阻热功率计算 |
| 5.1 质子交换膜燃料电池系统Simulink模型 |
| 5.2 热功率仿真 |
| 5.3 热功率计算方法可行性验证 |
| 5.3.1 热功率对比及分析 |
| 5.3.2 温度控制试验及结果分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文及科研工作 |
| 致谢 |
| 附录 |
（8）基于模型预测控制的单相并网质子交换膜燃料电池发电系统研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 低频电流纹波的抑制方法 |
| 1.2.2 逆变器控制算法的研究现状 |
| 1.3 论文结构与主要内容 |
| 第二章 燃料电池并网发电系统研究 |
| 2.1 燃料电池并网发电系统拓扑结构 |
| 2.1.1 两级式逆变器分类 |
| 2.1.2 前级DC-DC变换器 |
| 2.1.3 后级DC-AC逆变器 |
| 2.2 质子交换膜燃料电池分析 |
| 2.2.1 PEMFC工作原理 |
| 2.2.2 PEMFC输出特性 |
| 2.3 功率变换电路性能分析 |
| 2.4 功率变换器控制技术 |
| 2.4.1 单极性SPWM控制技术 |
| 2.4.2 双极性SPWM控制技术 |
| 2.4.3 其他控制技术 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 基于谐波削弱的MPC研究 |
| 3.1 模型预测控制基本原理 |
| 3.1.1 预测模型 |
| 3.1.2 滚动优化 |
| 3.1.3 反馈校正 |
| 3.2 延时补偿 |
| 3.2.1 延时影响 |
| 3.2.2 延时补偿 |
| 3.3 单相并网逆变器的改进MPC |
| 3.3.1 传统MPC |
| 3.3.2 基于虚拟矢量的MPC |
| 3.3.3 基于谐波削弱的改进MPC |
| 3.4 仿真分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 单相并网PEMFC发电系统功率解耦控制 |
| 4.1 单相并网PEMFC发电系统主电路拓扑 |
| 4.2 低频电流纹波的产生机理和危害 |
| 4.2.1 低频电流纹波的产生机理 |
| 4.2.2 低频电流纹波对PEMFC的危害 |
| 4.3 基于功率解耦控制的低频电流纹波抑制方法 |
| 4.3.1 传统双环控制方法 |
| 4.3.2 基于功率解耦控制的低频电流纹波抑制方法 |
| 4.3.3 基于虚拟矢量MPC的 DC-DC变换器低频电流纹波抑制方法 |
| 4.3.4 基于谐波削弱的改进MPC的后级DC-AC逆变器控制 |
| 4.4 仿真分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 硬件设计与实验分析 |
| 5.1 硬件设计 |
| 5.1.1 主电路 |
| 5.1.2 控制电路 |
| 5.1.3 信号采样电路 |
| 5.1.4 IGBT驱动电路 |
| 5.2 实验结果分析 |
| 5.2.1 基于谐波削弱的MPC对比实验 |
| 5.2.2 基于功率解耦控制的纹波抑制方法实验验证 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 6.3 主要创新点 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表论文情况 |
（9）高温燃料电池流道建模与仿真（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 引言 |
| 1 绪论 |
| 1.1 燃料电池基本原理 |
| 1.2 燃料电池基本特点 |
| 1.3 质子交换膜燃料电池 |
| 1.4 国内外氢能和燃料电池的发展 |
| 1.4.1 美国的发展状况 |
| 1.4.2 欧洲的发展状况 |
| 1.4.3 日本和韩国发展状况 |
| 1.4.4 中国的发展状况 |
| 1.5 国内外研究现状 |
| 1.6 本文的工作 |
| 1.6.1 本文工作的目的 |
| 1.6.2 本文工作的方法 |
| 1.6.3 本文的基本工作 |
| 2 质子交换膜燃料电池理论模型 |
| 2.1 质子交换膜燃料电池热力学模型 |
| 2.1.1 理论效率 |
| 2.1.2 质子交换膜燃料电池电动势 |
| 2.2 质子交换膜燃料电池电极动力学模型 |
| 2.2.1 活化极化 |
| 2.2.2 浓度极化 |
| 2.2.3 欧姆极化 |
| 2.3 高温质子交换膜燃料电池的数学模型 |
| 2.3.1 基于流体力学的控制方程 |
| 2.3.2 电化学反应方程 |
| 3 模拟仿真结果与分析 |
| 3.1 建立模型 |
| 3.1.1 绘制几何模型 |
| 3.1.2 划分网格 |
| 3.2 计算结果与讨论 |
| 3.2.1 高温质子交换膜电池模拟结果 |
| 3.2.2 高温质子交换膜电池优化 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（10）燃料电池测试系统的温度控制策略研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 燃料电池测试系统 |
| 1.2.1 燃料电池工作原理 |
| 1.2.2 燃料电池测试系统概述 |
| 1.3 燃料电池测试系统热管理模块国内外研究现状 |
| 1.3.1 燃料电池温度特性 |
| 1.3.2 燃料电池测试系统热管理模块建模 |
| 1.3.3 燃料电池测试系统温度控制算法 |
| 1.4 本文主要工作 |
| 1.4.1 本文研究内容 |
| 1.4.2 本文结构 |
| 第二章 燃料电池测试系统热管理模块设计开发 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 燃料电池测试系统热管理模块开发 |
| 2.2.1 热管理模块的目标与要求 |
| 2.2.2 热管理模块回路结构设计 |
| 2.2.3 热管理模块设备选型 |
| 2.3 燃料电池测试系统控制模块开发 |
| 2.3.1 控制模块的目标与要求 |
| 2.3.2 控制模块软件开发 |
| 2.4 燃料电池测试系统热管理模块测试 |
| 2.4.1 燃料电池温度特性测试 |
| 2.4.2 燃料电池测试系统稳定性测试 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 燃料电池测试系统热管理模块建模与仿真 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 热管理模块模型 |
| 3.2.1 燃料电池输出电压模型 |
| 3.2.2 燃料电池热模型 |
| 3.2.3 热管理模块循环水泵模型 |
| 3.2.4 热管理模块循环水箱模型 |
| 3.2.5 热管理模块散热器模型 |
| 3.3 模型验证与分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 燃料电池测试系统的电堆温度控制策略 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 温度控制系统特性分析 |
| 4.2.1 滞后性 |
| 4.2.2 耦合性 |
| 4.3 控制策略 |
| 4.3.1 散热器的控制 |
| 4.3.2 水泵的控制 |
| 4.4 仿真分析 |
| 4.5 实验验证 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 个人简历及攻读硕士期间的主要研究成果 |
四、质子交换膜燃料电池(PEMFC)的建模方法研究（论文参考文献）
- [1]电动汽车氢燃料电池特性仿真与关键技术研究[D]. 向洪坤. 重庆三峡学院, 2021(01)
- [2]不同参数对质子交换膜燃料电池输出特性的影响[D]. 卫超强. 太原理工大学, 2021(01)
- [3]基于神经网络的燃料电池性能预测与多目标优化[D]. 徐博识. 东北电力大学, 2021(09)
- [4]车用质子交换膜燃料电池系统空气路解耦控制研究[D]. 李正辉. 青岛理工大学, 2021(02)
- [5]某客车氢燃料电池系统建模与仿真研究[D]. 李高强. 西华大学, 2021(02)
- [6]燃料电池汽车动力总成热管理系统设计与控制策略研究[D]. 林佳博. 吉林大学, 2021(01)
- [7]质子交换膜燃料电池欧姆内阻估计及热功率研究[D]. 魏永琪. 青岛理工大学, 2021(02)
- [8]基于模型预测控制的单相并网质子交换膜燃料电池发电系统研究[D]. 王渭. 广西大学, 2021(12)
- [9]高温燃料电池流道建模与仿真[D]. 张运赫. 大连理工大学, 2021(01)
- [10]燃料电池测试系统的温度控制策略研究[D]. 陈彦志. 电子科技大学, 2021(01)
标签：燃料电池论文; 电池论文; 质子交换膜燃料电池论文; 质子交换膜论文; 空气电池论文;