Haubrock, Jens

Parametrierung elektrischer Äquivalentschaltbilder von PEM Brennstoffzellen

Abstract

Fuel cells are a very promising technology for energy conversion. For optimization purpose, useful simulation tools are needes. Simulation tools should simulate the static and dynamic electrical behaviour and the models should parameterized by measurment results which should be done easily. In this dissertation, a useful model for simulating a pem fuel cell is developed. the model should parametrizes by V-I curve measrumen and by current step respond. Themodel based on electrical equivalent circuits and it is shown, that it is possible to simulate the dynamic behaviour of a pem fuel cell stack. The simulation results are compared by measurment results.

Die Brennstoffzelle stellt eine viel versprechende Technik zur Energiewandlung dar. Die Marktreife dieser Technik ist jedoch zur Zeit noch nicht gegeben. Zur Optimierung des Einsatzes von Brennstoffzellenanlagen sind statische und dynamische Simulationen notwendig, die ohne großen Aufwand in Simulationstools integriert und durch Messungen parametriert werden können. In dieser Arbeit ist das statische und dynamische Klemmenspannungsverhalten von PEM Brennstoffzellen untersucht worden. Auf Grundlage der experimentellen Ergebnisse ist ein elektrisches Äquivalentschaltbild für statische und dynamische Zeitbereiche entwickelt worden. Die Größen des Äquivalentschaltbildes und die entsprechenden Zeitkonstanten des dynamischen Klemmenspannungsverhaltens können aus Messungen bestimmt werden. Das so erstellte und parametrierte Klemmenspannungsmodell ist mit Vergleichsmessungen verifiziert worden.