基于电化学模型的微型燃料电池建模与仿真.pdfVIP

基于电化学模型的微型燃料电池建模与仿真 1 钟振忠 /浙江工贸职业技术学院、汽车与机械工程学院，温州 325003 柴兴生/真理大学通识教育中心 摘 要 基于微型燃料电池的电化学模型，运用CFD-ACE+仿真工具对燃料电池进行建模及稳态 动态仿真分析。稳态分析主要研究了温度对电池电压和输出功率的影响，动态特性分析 当电池电流突增和突降时，电池电压，输出功率，消耗功率，电池效率，电池等效电阻 的动态响应。此模型也可用于电堆的仿真与设计，为微型燃料电池的优化与控制提供帮 助。 關鍵字：燃料電池、電化學模型 Modeling and simulation of micro PEMFC based on electrochemical model Zhong Zhenzhong （Automotive and Mechanical Engineering, Zhengjiang Industry Trade Vocational College, Wenzhou Zhejiang 325003, China ） Hsing-Sheng Chai General Education Center, Aletheia University, Taiwan Abstract: Based on the electrochemical model, a simulation model has been developed with CFD-ACE+. Steady-state analysis has been developed to evaluate how the temperature affects the voltage and output power of the fuel cell. Dynamic analysis focus on the dynamic response of the output voltage, the output power, the consumed power, the efficiency and the internal resistance of a single micro PEMFC when the current of a micro PEMFC increase or decrease transiently. This simulation model also adapted to the simulation of micro PEMFC stack. The study is helpful for the optimization and control of micro PEMFC. electrochemical model ；modeling ；simulation Key words: micro PEMFC ； 1作者简介：钟振忠 （1978- ），男，助理教授，博士，热流工程、能源工程 2507339886@ 。 22 0 前言 微型燃料电池具备低温操作、快速启动、 系统重量轻、体积小及低污染等特点，被期待 为携带型电子产品的电源首选。微机电制程常 用作制造微尺寸材料与微小型电子仪器，因此， 微机电制程可制作微型燃料电池，微型燃料电 池内的流场板材料利用硅晶圆蚀刻而成。 [1] 图1 (a)微型燃料电池 (b)零组件示意图 Kim 等 利用微机电制程在硅晶圆上制作 [2] 1.1 理论模式 流道。Esquivel 等 使用微影制程制作微型直接 甲醇燃料电池流道。 （1）稳态; （2 ）层流; （3 ）忽略