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研究生: 陳俊翰
Chen, Jun-Han
論文名稱: 結合電能與氫氣回路控制之小型燃料電池供電系統研製
Combining Electric Energy and Hydrogen Flow Control Loop Circuit for Small-Scale Fuel Cell Electric Power System
指導教授: 詹寶珠
Chung, Pau-Choo
曾國境
Chen, Jun-Han
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 電機資訊學院 - 電腦與通信工程研究所
Institute of Computer & Communication Engineering
論文出版年: 2008
畢業學年度: 96
語文別: 中文
論文頁數: 69
中文關鍵詞: dsPIC數位訊號處理器轉換器燃料電池
外文關鍵詞: dsPIC Controller, Converter, Fuel Cell
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  • 本文主要目的為結合氫氣與電能回路控制,以期望達成高效率、高可靠度、低燃料損耗的小型燃料電池供電系統。燃料電池須提供燃料才能產生電能,且輸出電壓會隨著負載變動及燃料電池極化損失的影響而改變,為不穩定的直流電源。運用電力轉換技術可使燃料電池提供穩定的直流輸出電壓。本文設計以降壓式電路架構作為燃料電池供電系統之電力轉換級,使用電壓控制模式獲得穩定直流輸出電壓;質子交換膜燃料電池的燃料為氫氣,當負載變動時,氫氣的使用量也會隨著變動,因此,有效地節省燃料氣體的耗用,成為本文主要的研究重點之ㄧ。
    因此,結合電能與氫氣回路控制,經由數位訊號處理器運算處理,使小型燃料電池供電系統能達成效率高、可靠度高、低燃耗。

    This paper aims to combine hydrogen and electricity-loop control, to expect a high-efficiency, high reliability and low fuel loss of small fuel cell power supply system. Fuel cells to provide fuel to generate electricity, and the output voltage will change with the load and fuel cell polarization losses and the impact of change for the instability of the DC power supply. Use of power conversion technology will enable fuel cells to provide a stable DC output voltage. This paper designed to buck circuit structure as a fuel battery-powered electric power conversion system level, the use of voltage control mode stable DC output voltage; proton exchange membrane fuel cells for hydrogen fuel, when the load changes, the use of hydrogen will be With the changes, so effective in saving fuel gas consumption, a major research focus of this paper.
    Therefore, the combination of electric and hydrogen-loop control, through digital signal processor processing so that the small fuel cell power supply system can reach a high efficiency, high reliability and low fuel consumption.

    摘要 I Abstract II 誌謝 III 目錄 IV 圖目錄 VI 表目錄 VIII 第一章 介紹 1 1.1 研究動機 1 1.2 研究目的 1 1.3 論文組織與架構 3 第二章 燃料電池介紹 4 2.1 燃料電池發展 4 2.2 燃料電池種類 5 2.3 質子交換膜燃料電池 7 2.3.1 基本介紹 7 2.3.2 內部結構 7 2.3.3 工作原理 9 2.3.4 極化曲線 10 2.4 燃料電池特點 13 第三章 電力轉換技術 14 3.1 降壓式轉換器 14 3.1.1 基本架構及動作原理 14 3.1.2 連續導通、連續導通/非連續導通、非連續導通模式分析 15 3.1.3 設計程序步驟 23 第四章 燃料電池供電系統 24 4.1 燃料電池供電系統介紹 24 4.1.1 燃料電池供電系統 24 4.1.2 燃料電池組運作系統 25 4.1.3 燃料電池組無法正常供電的原因 26 4.2 燃料電池組運作系統控制改善 28 4.2.1 極化曲線改善 28 4.2.2 溫度控制改善 29 4.2.3 壓力控制改善 31 4.3 結合電能與氫氣回路控制小型燃料電池供電系統 32 4.3.1 系統架構說明 32 4.3.2 電能回路控制 33 4.3.3 氫氣回路控制 36 4.3.4 結合電能與氫氣回路控制 39 第五章 硬體與軟體規劃 42 5.1 供電系統規格 42 5.2 降壓式轉換器參數設計 43 5.3 燃料電池模組介紹 45 5.4 硬體規劃 47 5.4.1 電壓迴授電路 47 5.4.2 電流迴授電路 48 5.4.3 功率開關驅動電路 48 5.4.4 dsPIC數位訊號處理器 49 5.5 軟體規劃 53 5.5.1 結合電能與氫氣回路控制程式流程 53 5.5.2 數位訊號處理器-MPLAB C30編譯器簡介 55 第六章 實驗結果 56 6.1 供電系統實驗結果 56 6.2 燃料電池溫度控制實驗結果 58 6.3 燃料電池氫氣回路實驗結果 62 6.4 電能回路實驗結果 64 第七章 結論與未來研究方向 67 7.1 結論 67 7.2 未來研究方向 67 參考文獻 68

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    [33] 曾百由,「dsPIC數位訊號控制器原理與應用-MPLAB C30開發實務」,宏友圖書,2005年。

    下載圖示 校內:2011-08-22公開
    校外:2013-08-22公開
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