5KW氢-空质子交换膜燃料电池堆的模型研究

摘要

采用机理模型和经验模型相结合的建模方法建立了一个5KW质子交换膜燃料电池堆实际装置的电化学模型.利用电池堆与单电池之间的内在关系,首先给出了单电池的数学描述,进而建立燃料电池堆的数学模型.其中包括热力学平衡电势、活化极化电势和欧姆极化电势等表达式,以及单电池内阻的经验公式.由于难以得到机理方程中的某些关键参数,因此采用实验设计,获得燃料电池堆的实验数据,运用线性回归的数学方法获得机理模型中活化极化电势方程中的相关参数.通过模拟研究和模型验证,所建立的模型可以较准确的描述燃料电池的极化曲线,预估出燃料电池的输出电压.