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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 劉尙錫
- 발행연도
- 2013
- 저작권
- 충남대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
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A typical control oriented simulation model of a proton exchange membrane fuel cell is a simple extension of unit fuel cell without transport of any physical phenomena. Since the single cell based dynamic model can be used for the design of control logic, intrinsic limitation of single cell based model narrows the degree of freedom in the study of control logic.
In this study, a simulation model is developed that simulates cell-to-cell variation of physical phenomena. The model shows temperature variation from cell to cell as well as flooding due to high current operation. The unit cell model includes dynamic response of fuel cell temperature and the flooding inside the cell with multiphase flow model. The simulation parameters of the model are the operating temperatures, various oxygen and vapor concentrations in the gas diffusion media, and liquid water saturation inside the cell. The simulation model is then applied to investigate the cell-to-cell variation of fuel cell stack over various cooling conditions.
In this study, a simulation model is developed that simulates cell-to-cell variation of physical phenomena. The model shows temperature variation from cell to cell as well as flooding due to high current operation. The unit cell model includes dynamic response of fuel cell temperature and the flooding inside the cell with multiphase flow model. The simulation parameters of the model are the operating temperatures, various oxygen and vapor concentrations in the gas diffusion media, and liquid water saturation inside the cell. The simulation model is then applied to investigate the cell-to-cell variation of fuel cell stack over various cooling conditions.
목차
1. 서 론 11.1 연구의 배경 11.2 기술개발 동향 41.3 문헌 조사 41.4 연구 목표 62. 이론적 배경 82.1 고분자 전해질 막 연료전지 82.1.1 기본 원리 82.1.2 연료전지의 구성 92.1.3 작동 조건 112.1.4 연료전지의 물관리 및 열관리 122.1.5 연료전지 전압 133. 연료전지 모델 163.1 연료전지 스택 전압 모델 163.2 습증기 수송과 가스확산층 및 전해질 막의 수분함량 183.2.1 종보존 방정식 183.3 가스확산층 이상유동 모델 193.4 연료전지 스택의 에너지보존 모델 233.4.1 연료극 종보존 243.4.2 연료극 에너지보존 243.4.3 공기극 종보존 253.4.4 공기극 에너지보존 263.4.5 냉각수의 열전달 263.4.6 단위 전지의 열전달 273.5 해석 방법 284. 시뮬레이션 결과 324.1 모델 검증 324.2 연료전지 모델 비교 374.3 주요 변수 변화에 따른 결과 384.3.1 부하 변화 384.3.2 대류 열전달 변화 394.3.3 운전 온도 변화 414.3.4 운전 압력 변화 424.3.5 반응 가스 상대 습도 변화 444.3.6 반응 가스 온도 변화 454.4 집중 용량 모델과의 비교 465. 결 론 47References 48Abstract 51
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