質(zhì)子交換膜燃料電池的優(yōu)化研究及監(jiān)測(cè)平臺(tái)設(shè)計(jì).pdf

1、質(zhì)子交換膜燃料電池具有操作溫度低、啟動(dòng)快、零污染等優(yōu)點(diǎn)，可以應(yīng)用在分散式供電、移動(dòng)設(shè)備、新能源汽車等眾多領(lǐng)域。在過(guò)去的二十年里，得到了研究人員的廣泛關(guān)注。本文將結(jié)合先前研究人員的工作首先對(duì)燃料電池進(jìn)行仿真分析，然后對(duì)燃料電池的模型參數(shù)和操作條件等進(jìn)行優(yōu)化，最后在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了燃料電池的監(jiān)測(cè)平臺(tái)。
　　本文的主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　首先，簡(jiǎn)單介紹了研究的背景意義，并對(duì)燃料電池的原理、特點(diǎn)和應(yīng)用做了說(shuō)明。
　　其次，結(jié)合先

2、前工作人員對(duì)燃料電池的研究，利用MATLAB/SIMULINK分別建立了電化學(xué)穩(wěn)態(tài)模型和電壓動(dòng)態(tài)模型，然后利用該模型對(duì)燃料電池的輸出性能做了仿真分析，通過(guò)調(diào)節(jié)溫度、壓強(qiáng)和濕度等參數(shù)，研究各參數(shù)對(duì)燃料電池的輸出性能的影響。
　　再次，利用智能優(yōu)化算法分別對(duì)燃料電池的模型參數(shù)，操作條件等進(jìn)行優(yōu)化。利用LDW-PSO(Linearly Decreasing Inertia Weight Particle Swarm Optimizati

3、on)優(yōu)化算法對(duì)燃料電池的模型參數(shù)做了進(jìn)一步的優(yōu)化，并利用優(yōu)化后的模型與實(shí)際實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了仿真分析，得到的仿真數(shù)據(jù)與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)吻合程度較高，表明了利用優(yōu)化算法對(duì)模型參數(shù)優(yōu)化的可行性；同時(shí)利用LDW-PSO優(yōu)化算法對(duì)燃料電池的操作條件做了優(yōu)化，求解出了分別使燃料電池功率和效率最大化的操作條件。針對(duì)燃料電池的開(kāi)銷和效率這一多目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題，一種方法是將該多目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題通過(guò)設(shè)置權(quán)重轉(zhuǎn)化成單目標(biāo)，利用LDW-PSO優(yōu)化算法進(jìn)行解決，得到了不同權(quán)重下

4、的最優(yōu)解組合；另一種方法是利用 SMODE(Summation Based Multi-objective Differential Evolution)多目標(biāo)優(yōu)化算法進(jìn)行優(yōu)化，并將結(jié)果與NSGA-II(Non-dominated Sorting Genetic Algorithm II)算法的優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，表明了該算法在解決這一多目標(biāo)優(yōu)化算法問(wèn)題上的可行性與優(yōu)越性。
　　最后，基于LabVIEW對(duì)燃料電池系統(tǒng)進(jìn)行了監(jiān)測(cè)平臺(tái)的