基于Matlab的质子交换膜燃料电池PEMFC建模方法研究(3)
而我国在上世纪吹冰十年代中期，也已经针对宇宙飞船的能源需要，大连化物所着手开展燃料电池技术的开发。1968年大连化物所接手的我国第一艘航天飞船‘曙光一号’的主要能源的工作，既氢氧燃料电池的开发任务。1974年，我国第一次发明成功了宇宙飞船用的主能源电池一碱性氢氧燃料电池原型样机，而且做了整机联试和静态冲击振动的测试。这台样机的性能初步与当时美国的阿波罗号上的燃料电池的水平。
直到上世纪九十年代，民用燃料电池在国内才渐渐得到一些关注。领导层很快把关注的目光投向了燃料电池。领导人将PEMFC和电动车的项目放到"九五”国家科技攻关规划里，其后又被列为十五.，和‘863’重大科研攻关项目。"十五”时期大连化物所第一负责团队制造城市大客车和家用车用的质子交换膜燃料电池。科研单位从不同的角度研发，使得我国的燃料电池在各个领域有了长足的发展。
1.2 电特性建模研究现状及发展趋势
1.3 质子交换膜燃料电池的特点
(1)对燃料消耗比较少。直接使氢氧离子结合，不通过热传递使内能转化为电能，不通过热能和机械能传递损失的过程。
(2)不产生有害气体。反应唯一的产物就是水，不会产生污染或者温室气体，是环保型能源。
(3)因为只是离子级别的反应，所以没有很大声音，可靠性高。PEMFC电池组只通过化学反应产生电能，工作时只有气体流动和水流动交换的声音。
(4)使用检修方便。PEMFC构造明了，电池也是直观的放在一起并不复杂，使得电池组的组装和文护都非常方便。
可通过石油、天然气、甲醇、甲烷等化石燃料进行重整制氢；也可通过电解水制氢、光解水制氢、生物制
燃料电池的燃料一般为氢气。在近5—10年内，太阳能、风能、水能、地热能、潮汐能将大规模用 和植物体中获取大量的生物能（如甲烷)【13】。
表1-1 各类燃料电池的数据对比
通过上表的对比可得：①碱性燃料电池（AFC）启动快、效率高，但是只用纯氧则成本过高，只适用于航空航天技术；②熔融碳酸盐型燃料电池属于高温型燃料电池，它的主要应用范围是在住宅电源和联合循环热电厂；③直接甲醇燃料电池（DMFC）以甲醇为燃料，启动快、 型燃料电池；⑤质子交换膜燃料电池（PEMFC）以净化纯氢或净化重整气为燃料，除了具备直接甲醇燃料电池的优点之外，没有DMFC的缺点。综上所述，PEMFC具有极大的市场潜力和优越性[15]。
1.4 本文主要内容
部分和PEMFC系统应用前景。
2.建立PEMFC的电特性数学模型，了解影响其电压输出的各种因素，并对这些影响电压下降的因素进行分析。PEMFC的输出电压由电化学电动势和极化过电压组成，PEMFC在工作过程 致损失的过程有活化极化作用，欧姆极化作用和浓差极化作用。本次仿真就是要对影响电压下降的因素进行分析并建模。
仿真Matlab建立电特性数学模型，并得到仿真结果[18]。
1.5 本章小结
本章主要介绍了燃料电池的研究背景，不同文数模型的研究现状，讨论了本文主要内容，最后，阐明了基于MATLAB的质子交换膜燃料电池建模的研究意义。
2 PEMFC的概述
2.1燃料电池工作原理
带有气体流动通道的石墨或表面变性的金属为阴阳极板，H2或净化重整气为燃料，空气或O2为氧化剂