1、同濟大學(xué)電子與信息科學(xué)與工程系 自動化 2016同濟大學(xué)電子與信息題目：電池系統(tǒng)綜述報告班級：電子與信息自動化 2013 級 2 班姓名：張世權(quán)學(xué)號：1352820共4頁同濟大學(xué)電子與信息科學(xué)與工程系 自動化 2016摘要：本文簡介了電池的基本系統(tǒng)，綜述了其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、精度要求高和穩(wěn)定性要求高的系統(tǒng)特點、環(huán)境友好的廣泛應(yīng)用范圍、前期開發(fā)成本高但是后期應(yīng)用廣的應(yīng)用前景。最后總結(jié)了電池系統(tǒng)的綜述。：電池，環(huán)境友好，穩(wěn)定，高效1.簡介對的發(fā)展,為來說,能源問題和環(huán)境保護(hù)問題己經(jīng)成為可持續(xù)發(fā)展的命題。能源促進(jìn)生活水平的提高奠定重要的基礎(chǔ)。在以化石能源為主導(dǎo)的條件下,如果能源結(jié)構(gòu)不改變,將會爆發(fā)能源電池就

2、是這樣一種新能源。解決這個問題的關(guān)鍵是開發(fā)清潔高效的綠色能源,而電池(Fuel Cell)是一種將存在于與氧化劑中的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電裝置。一般選用的為氫氣，另一種新起的是生物質(zhì)能。美國科學(xué)家開發(fā)出一種直接以生物質(zhì)為原料的低溫電池1。這種電池只需借助太陽能或廢熱就能將稻草、鋸末、藻類甚至有機肥料轉(zhuǎn)化為電能。下面主要介紹了以氫氣為的電池的系統(tǒng)、特點、應(yīng)用范圍、性與應(yīng)用前景。2.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)電池的為與氧氣的氧化還原反應(yīng)。（比如氫氣）與氧氣由進(jìn)氣子系統(tǒng)進(jìn)入反應(yīng)區(qū)，在反應(yīng)區(qū)進(jìn)行氧化還原反應(yīng)從而產(chǎn)生的電流，以此產(chǎn)生電能。反應(yīng)產(chǎn)生的產(chǎn)物（一般比如水）由水管理子系統(tǒng)管理子系統(tǒng)來管理。其流向與分布，另一方

3、面產(chǎn)生的熱量也由熱能Fig.1電池的氧化還原反應(yīng)及其原料和產(chǎn)物的流通對于一個電池系統(tǒng)，其輸入輸出雖然比較容易分辨，但是其內(nèi)部涉及的氣液固的狀態(tài)與反應(yīng)的進(jìn)程、熱量比較復(fù)雜。一般將這個系統(tǒng)分成進(jìn)氣子系統(tǒng)、熱量管理子系共4頁同濟大學(xué)電子與信息科學(xué)與工程系 自動化 2016水管理子系統(tǒng)電壓管理子系統(tǒng)和能源管理子系統(tǒng)來考慮2統(tǒng)Fig.2電池系統(tǒng)框圖再如質(zhì)子交換膜電池的系統(tǒng)，F(xiàn)ig.4 給出了其框圖。Fig.3 質(zhì)子交換膜策略常用的有 PID電池系統(tǒng)、模糊等3。對于此系統(tǒng)的、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)3.系統(tǒng)此系統(tǒng)的特點可以看成一個過程系統(tǒng)。對與氧氣的配比電池系統(tǒng)要求精度較高，熱的安全性。量管理與電能管理子系統(tǒng)要求穩(wěn)定性高

4、以保證由于化學(xué)反應(yīng)的快速性，電池具有操作溫度低，啟動速度快、能量密度高、使用壽命長、效率高的特點，其對應(yīng)的系統(tǒng)需要有足夠的執(zhí)行速度與傳感識別精度4。研究電池建模問題的文獻(xiàn)不少, 但適合于的模型不多, 大多數(shù)研究的目的是預(yù)測電池的性能, 據(jù)此進(jìn)行組件的設(shè)計和操作點的選擇。這些模型大多數(shù)是穩(wěn)態(tài)的、單電池級的, 是基于電化學(xué)、熱動力學(xué)和流體力學(xué)的, 且機理復(fù)雜、參數(shù)多且不易確定、計算時共4頁同濟大學(xué)電子與信息科學(xué)與工程系 自動化 2016間長,不適合用于達(dá)到預(yù)期效果5。電池系統(tǒng)的。在的思想上，以優(yōu)化的原則來使電池系統(tǒng)4.應(yīng)用范圍電池作為一種新能源，其采用的原料主要有氫氣以及生物質(zhì)能。其中氫能的產(chǎn)物只

5、有水，可以實現(xiàn)零污染、零排放，是一種環(huán)境友好型能源產(chǎn)生系統(tǒng)。電池對于的獲?。ū热鐨淠堋⑸镔|(zhì)能等）一般要求滿足環(huán)境友好，在此基礎(chǔ)之上電池將獲得廣泛的應(yīng)用，在面具有一定優(yōu)勢和市場潛力6。電池汽車、移動電源、分散電源、應(yīng)急電源、家庭電源等方5.性特點與未來發(fā)展趨勢電池系統(tǒng)涉及的內(nèi)部系統(tǒng)管理與的要求較高，開發(fā)成本較高。另一方面現(xiàn)在的技術(shù)尚未完全成熟，開發(fā)成本將在短期內(nèi)需求非常大。在技術(shù)成熟逐步成熟、成本逐步降低的未來，電池將逐步獲得應(yīng)用, 并地推動氫能技術(shù)的發(fā)展。電池技術(shù)的迅速發(fā)展, 材料商著競爭, 準(zhǔn)備迎接下一輪的用材增長。使用熱固性材料、熱塑性、彈性體、納米和其它材料(如炭黑、石墨/碳、穩(wěn)鎳、鋰

6、和鉑)可使定且能阻燃7。電池有高的導(dǎo)電率, 耐腐蝕, 有良好熱穩(wěn)定性, 塑性變形小,6.結(jié)論電池具有環(huán)境友好的特色，產(chǎn)生的電能速度快、效率高、穩(wěn)定性好、操作溫度低，使用長。在技術(shù)逐步成熟與成本逐步降低的未來，電池極具開發(fā)價值。其對系統(tǒng)組成。系統(tǒng)的穩(wěn)定、高效性要求高，需要進(jìn)一步研究開發(fā)其7.參考文獻(xiàn)1 F. Herb; P. R. Akula; K. Trivedi; L. Jandhyala; A. Narayana; M. Wöhr.Theoretical analysis of energy management strategies for Fuel Cell Electric Vehicle with respect to fuel cell and battery aging,Electric Vehicle Symposium and Exhibition (EVS27), 2013 World2陳雪蘭.系.2013,1.電池系統(tǒng)建模與研究.，浙江大學(xué)，科學(xué)與工程學(xué)3 張立炎，潘牧，全書海.質(zhì)子交換膜報.2007.4.第 29 期第