论文部分内容阅读
能源是社会发展的基石,人类历史上每一轮科技革命无不建立在新能源技术的发明和应用基础之上。21世纪是氢能的时代,微型甲醇重整燃料电池(μRMFC)是一种使用甲醇重整制氢技术的新型移动发电装置,具有环境友好、能量密度高、便携性强等优点,在野外通讯、科研考察、单兵电源等领域具有广泛的应用前景。因此,研究μRMFC电源系统对于能源技术发展具有重要的意义。本文以理论和实践相结合的方式,针对μRMFC能量管理系统开展工作原理、优化与实现、测试与分析三方面研究,实现了15WμRMFC电源系统样机,取得了一些创新性成果。在工作原理部分,总结了μRMFC工作原理,提出了控制μRMFC工作过程的有限状态机模型,研究了温度管理、燃料管理、电源管理模块的实现原理。在优化与实现部分,研究了硬件电路和程序算法的设计与实现,完成了电路控制、温度管理、燃料管理、电源管理、电路电源硬件电路,程序算法部分使用实时操作系统,以任务调度为核心控制硬件电路工作,实现了具有4个独立阶段的燃料供给算法。在测试与分析部分,实现了μRMFC电源系统样机,测试并分析了样机的启动特性和发电特性。启动特性包括正常启动和辅助电加热启动,发电特性包括驱动笔记本电脑和驱动固定电子负载,最后对电池系统故障进行了分析,在程序代码部分设计故障预防措施。本文完成的μRMFC能量管理系统具备良好的扩展性和兼容性,可以实际应用于μRMFC电源系统。该系统具有很高的实用价值,以此为基础,未来可以完成不同功率的μRMFC测试。