質(zhì)子交換膜燃料電池的建模與仿真研究的開(kāi)題報(bào)告

質(zhì)子交換膜燃料電池的建模與仿真研究的開(kāi)題報(bào)告一、選題的背景與意義隨著能源危機(jī)的日益嚴(yán)峻，人們對(duì)可再生能源的需求逐漸增加。燃料電池技術(shù)作為現(xiàn)代能源技術(shù)的重要組成部分之一，正在受到越來(lái)越多的關(guān)注。它具有能量高效利用、無(wú)污染、噪音低、運(yùn)行平穩(wěn)等特點(diǎn)，是未來(lái)能源技術(shù)的發(fā)展方向。質(zhì)子交換膜燃料電池是目前應(yīng)用最為廣泛的一種燃料電池，其大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用已經(jīng)成為全球能源行業(yè)共同追求的方向。建立燃料電池?cái)?shù)學(xué)模型對(duì)燃料電池系統(tǒng)的建設(shè)和優(yōu)化具有重要意義。目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)質(zhì)子交換膜燃料電池的建模與仿真研究已經(jīng)取得了一定的進(jìn)展，但燃料電池新材料的不斷研究、燃料電池系統(tǒng)的不斷改進(jìn)以及建模方法的不斷完善都對(duì)模型的建立與仿真提出了更高的要求。因此，本課題擬進(jìn)一步深入研究質(zhì)子交換膜燃料電池的建模方法和仿真技術(shù)，為燃料電池系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用提供技術(shù)支撐。二、研究?jī)?nèi)容和方法本課題的研究?jī)?nèi)容主要包括以下三個(gè)方面：1.質(zhì)子交換膜燃料電池的基本原理及其建模方法的研究：對(duì)質(zhì)子交換膜燃料電池的基本結(jié)構(gòu)、工作原理、主要參數(shù)以及影響因素進(jìn)行深入研究，建立質(zhì)子交換膜燃料電池的數(shù)學(xué)模型。2.質(zhì)子交換膜燃料電池的仿真設(shè)計(jì)及參數(shù)優(yōu)化：基于建立的數(shù)學(xué)模型，利用數(shù)值計(jì)算方法對(duì)燃料電池系統(tǒng)進(jìn)行仿真，分析和比較不同參數(shù)對(duì)燃料電池系統(tǒng)性能的影響，并對(duì)關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。3.實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證與分析：利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)建立的質(zhì)子交換膜燃料電池模型進(jìn)行驗(yàn)證，分析模型的準(zhǔn)確性和可行性。本課題的研究方法主要包括文獻(xiàn)研究、理論分析、數(shù)值計(jì)算、數(shù)據(jù)處理和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證等。三、預(yù)期結(jié)果通過(guò)本課題的研究，預(yù)計(jì)可以得到以下結(jié)果：1.建立質(zhì)子交換膜燃料電池的數(shù)學(xué)模型，深入了解燃料電池的工作原理和機(jī)理。2.通過(guò)數(shù)值仿真分析燃料電池系統(tǒng)運(yùn)行的性能、優(yōu)化設(shè)計(jì)電池系統(tǒng)關(guān)鍵參數(shù)。3.實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證燃料電池建立的數(shù)學(xué)模型，分析和比較實(shí)驗(yàn)結(jié)果與建立的數(shù)學(xué)模型的差異。四、擬定進(jìn)度安排本課題的研究工作計(jì)劃包括以下幾個(gè)階段：1.文獻(xiàn)研究和理論分析，確定質(zhì)子交換膜燃料電池的數(shù)學(xué)模型，以及電池系統(tǒng)的關(guān)鍵參數(shù)，時(shí)間為兩個(gè)月。2.建立基于數(shù)學(xué)模型的燃料電池系統(tǒng)數(shù)值仿真模型，進(jìn)行仿真計(jì)算和分析，時(shí)間為三個(gè)月。3.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，驗(yàn)證模型，收集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，時(shí)間為一個(gè)月。4.分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，總結(jié)分析并撰寫(xiě)論文，時(shí)間為兩個(gè)月。五、參考文獻(xiàn)1.蘇玉芝.燃料電池原理與應(yīng)用[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2008.2.李忠.燃料電池?cái)?shù)學(xué)模型及其仿真[M].北京：科學(xué)出版社，2012.3.戴衛(wèi)華,趙金鳳,陳素霞.燃料電池系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的建立及仿真[J].汽車工程，2013，35(3)：235-240.4.YuShuhai,ZhouHaijiang,YangShujuan,etal.AtransientmathematicalmodelforPEMfuelcellunderoscillatingboundaryconditions[J].AppliedEnergy,20