1 绪论 1

1。1 研究背景及意义 1

1。2 燃料电池建模和控制的研究现状 1

1。3 本文研究的主要内容 2

2 燃料电池的工作原理与影响因素 5

2。1 燃料电池的工作原理 5

2。2 燃料电池的性能与特点 6

2。3 本章小结 8

3 燃料电池温度建模 9

3。1 燃料电池温度特性模型 9

3。2 燃料电池温度模型仿真 10

3。3 本章小结 12

4 基于分数阶 PID 的燃料电池温度控制 13

4。1 PID 控制器及其设计 13

4。1。1 PID 控制器介绍 13

4。1。2 分数阶 PID 控制器介绍 15

4。2 PID 控制器的参数整定 18

4。3 基于分数阶 PID 的燃料电池温度控制 19

4。4 本章小结 23

5 总结与展望 25

5。1 总结 25

5。2 展望 25

致 谢 27

参 考 文 献 28

1 绪论

1。1 研究背景及意义

本科毕业设计说明书 第 1  页

在蓬勃发展的 21 世纪中，环境污染与能源缺乏已成为现如今世界范围内所面临的严峻 的挑战。作为一种新型的发电装置，燃料电池可以把化学燃料中所蕴含的化学能直接转化为 电能。它与我们所认识的火力发电,水利发电及核电不同,它是将储存在氧化剂与化学反应物 中的化学能在催化剂作用下进行化学反应的方式,直接高效并环保地转化为电能。电池中的燃 料与氧化剂被送入并反应时,电就通过电化学反应被生产出来。它从外表上看像一个蓄电池, 拥有正负极和电解质,但事实上它并没有蓄电池的蓄电能力,而是作为发电装置进行发电。因 此燃料电池的发展成为 21 世纪突破能源缺乏与环境污染问题的新道路。其中质子交换膜燃料 电池(Proton Exchange Membrane Fuel Cell, PEMFC)具有许多优异的特点，例如系统稳定性 好，系统响应快速，污染小，能量密度大等特点,是一种十分有吸引力的发电装置。[1]质子交 换膜燃料电池将来应用途径多种多样，在各类领域中都能发挥重要的作用，它可以作为新型 的清洁能源，可以作为日常生活中的便携式移动电源，也可以用于国防，医疗等国家高精尖 重点领域，使用途径多变适应领域广泛，对世界各方面各领域都有推动作用。文献综述