关于燃料电池模拟器的研究

目前针对质子交换膜燃料电池（PEMFC）开展的相关研究很多，为了使燃料电池正常工作需要对反应气体压力、流量、质子交换膜的湿度、温度等指标进行控制。使用燃料电池还将涉及氢气存储和场地建设等一系列问题，且燃料电池的购买成本与运行维护成本均较高。然而在许多PEMFC应用研究场合中，并不用对燃料电池本体及其控制进行研究，而只关心其电压、电流外特性。如能采用电力电子技术来构造一个燃料电池模拟器来模拟燃料电池的UI外特性，则可以不用物理的燃料电池，也就无需为使燃料电池正常工作而进行相关研究从而降低成本并缩短研发周期。

AcharyaPrabha采用商业直流电源。根据。构造的模拟器必须真实的再现燃料电池这一特性。由于燃料电池的输出电压与电流之间的这种关系，可以将其视为受电流控制的电压源（CCVS），其函数关系为：函数可以通过对前人PEMFC的研究成果中获取，然而最好是通过实际应用得到。将燃料电池的输出外特性Ufc=fI），事先制成表格，模拟器输入Un为稳定的直流电压，输出U则跟踪Ufc以实现对燃料电池外特性的模拟。燃料电池正常燃料电池横拟器Simulink仿真图表1燃料电池模拟器仿真结果明1PEMFC单体伏安特性曲线r.作。在气体汛乃。温度。度等条忭视为不变的条件下。K外特性曲线是确定的。而模拟器则校拟PEMFC此条件卜的外特性曲线。

本文模拟一ffl额记功率为5kW.200t单体屮联构成的氢空燃料电池绀输出外特性。假定燃料电池T作溢度75X：不变，空气丨。2丨0Pa与氢气1.5丨05Pa的压力不变的条件F.绞过简化得到燃料电池的输出外特性为：如W2所示。

料电池外特性曲线投拟器的本质就是要实现燃料电池输出外特性的校拟，以实现式（2）的求由亍PFC之后校拟器输人电丨K为390V.W此。本文采用Buck拓扑方案。如ffl3所示PEMFC横拟器主电路为稳定的卩丨：流电n输人WOV.L/K.实现对/（/）的跟踪，i=0A时。输出电压Ucft高为丨9丨。4V，/=60A时，输出电压IVM低为丨丨7.3V由T-实际使州中。PEMFC输；I！电流过大。输出电丨RS剧下降。工作效率也将变得很低。拢至引起燃料电池不nf恢t￡性损坏。故不对输出大于60A的T.况进行模拟'-管模块SKM200GB-063D，仅丨：管的丨GBT为QlHi卜'钎的反并联二极管为D2作N时为T防止下宵IGBTQ2误导通t-G2和E2两端接人-4V电压以确保它处于关断状态职动电路采用EXB841//案。开关频率为10kHzLC滤波电路中电感为作晶铁芯电感660pH，电畜采⑴的咽号为HCGF5A2G丨02Y的四只丨丨立电容与一个I垆EPCOS吸收电容B32669-Y7I05并联变换器输人W加人的丨HFEPCOS吸收电荇B32669-Y7I05//PowerDYG-703B油压式对辊机邵阳市达汐电源矣t有限公c生产的油压对辊机系列产品，广泛应用于国内各大锂离子电池、氢镍电池生产厂家。轧辊尺寸分别为0200mm、少300mm、少400mm、0500mm、0600mm等，压力60400t，油压系统采用美国原装动力系统，轴承采用进口轴承，轧辊采用高性能合金材料，设备性能稳定，压力大，轧制极片平整。配套有放卷、切边、刷片、收卷组成极片轧片自动线，此机已在奥柯玛、肇庆风华、TCL等著名企业使用DYG-703B油压式对辊机主要技术指标：轧辊精度圆柱度：矣±0.005mm；纠偏精度：名±0.5mm.