论文部分内容阅读
21世纪人类在面临巨大挑战的同时也面临着前所未有的机遇;经济、科技迅猛发展的同时环境污染、生态破坏也在加剧。研发新型能源成为我们应对挑战的不二选择。燃料电池技术由于其清洁、低噪、产能高等优点而成为了众多新型能源方案中最引人注目的方案之一。燃料电池的反应机理就是将化学能转化为可供人类使用的电力能源。发电原料与氧化物发生化学反应放出电能同时生成没有污染的水。因此燃料电池最早应用于航空航天领域后来逐渐深入到了车载移动电源、分布式发电等相关产业。正因为燃料电池如此广阔的应用前景,美国、日本、德国、法国、英国、意大利等国家均将燃料电池技术作为未来重点发展的国家级技术项目。我们国家也明确提出燃料电池项目要在“九五”,“十五”期间取得突破。目前,我们对质子交换膜燃料电池(Proton Exchange Membrane Fuel Cell,PEMFC)的研究主要在两个方面:1、PEMFC内部材料及构造2、PEMFC电堆运行机理的数学模型。对PEMFC系统控制模型及算法研究的科学成果并不多。本论文以“质子交换膜燃料电池动力系统仿真”和“20kW车载质子交换膜燃料电池系统”这两个研究课题为基础。对PEMFC系统建立经验模型、数学模型并通过仿真数据证明了PEMFC系统内部工作环境温度、电流密度、正负极板电势差、反应原料气体及氧化剂气体压强对模型输出数值的影响。根据PEMFC系统模型的控制方法,本论文先后采用4种神经网络算法建立PEMFC单电池模型并对四种神经网络算法下的PEMFC单电池模型电压特性曲线的误差、步数做了对比。本论文创新性方面主要体现在:对PEMFC系统进行建模时本论文提出了一种新的可行方案:采用了4种神经网络算法来简化PEMFC系统并通过对实验数据训练、学习建立了PEMFC系统的电压特性曲线,通过比较四种算法的运行时间、仿真步长、误差指标,为PEMFC系统的优化提供了一种新的途径。