摘要由于 PEMFC 相比于其他传统能源的优越性，其研究与应用受到越来越多的重视。而 PEMFC 的工作性能受氢气压力、负载状况、环境温度及电堆温度等多种因素的影响，因 此设计一套仿真系统以仿真并监测 PEMFC 的运行状态是十分必要的。本文基于 LabVIEW 软件设计了一套 PEMFC 发电仿真系统，用以模拟 PEMFC 的工作原理及发电过程。    首先，介绍了 PEMFC 的单电池结构、工作原理、发电系统组成以及百瓦级 PEMFC 电池堆的参数，然后建立了其电压动态模型、温度模型，研究了温度的 PID 控制算法。 接着，分析了电堆输出性能随各影响因素的变化关系。最后，基于 LabVIEW 软件完成了 PEMFC 发电仿真系统的设计。仿真结果表明，本文设计的 PEMFC 仿真系统能有效地展78763

示 PEMFC 的工作原理与发电过程。 

毕业论文关键词 PEMFC    建模  仿真  LabVIEW

毕 业 设 计 说 明 书 外 文 摘 要

Title Research on PEMFC power simulation system based on LabVIEW                               

Abstract Due to the superiority PEMFC, compared to other traditional energy sources, its research and application has been acquired more and more attention。 The performance of PEMFC is influenced by hydrogen pressure, load conditions, and the stack temperature and many other factors。 Therefore, it is very necessary to develop practical software for simulating and monitoring the running state of the PEMFC。 In this paper, a simulation system is designed to show the working principle and power generation process of PEMFC based on LabVIEW 。 

Firstly, the cell structure, working principle, power generation system and the stack parameters of 100W PEMFC is introduced。 Then we set up the voltage dynamic model and temperature model, the PID temperature control algorithm is also discussed。 Secondly, the influence of the parameters on the stack output performance is analyzed。 Finally, the PEMFC simulation system is designed based on LabVIEW。 The simulation results prove that the design of PEMFC simulation system can effectively show the working principle and the power generation process of PEMFC。 

Keywords  PEMFC  modeling  simulation  LabVIEW

本科毕业设计说明书 第 I  页

目 次

1 绪论 1 

1。1 PEMFC 的研究背景及研究意义 。 1 

1。2 PEMFC 仿真系统研究现状 。。 1 

1。2。1 数学模型  1 

1。2。2 控制策略  2 

1。2。3 仿真软件  2 

1。3 本论文主要研究内容。。 2 

2 PEMFC 的数学模型及特性分析  4 

2。1 PEMFC 的构成及工作原理  4 

2。1。1 PEMFC 的主要元件  4 

2。1。2 PEMFC 的工作原理  4 

2。1。3 燃料电池系统组成 。 5 

2。1。4 100W PEMFC 电池的参数  7 

2。2 PEMFC 系统建模 。。 7 

2。2。1 电压动态模型 。。 7 

2。2。2 温度模型 。。 10 

2。2。3 温度控制算法 。 11 

2。3 参数对 PEMFC 性能的影响 。 12 

2。3。1 最佳工作温度的特性研究  13 

2。3。2 电堆电压的特性研究 。 14 

2。3。3 电堆湿度的特性研究 。 17 

2。4 本章小结。。 20 

3 基于 LabVIEW 的 PEMFC 发电仿真系统设计  21 

3。1 LabVIEW 简介  21