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研究生:林金漢
研究生(外文):LIN, JIH-HAN
論文名稱:燃料電池與鋰電池混合電力系統之研究
論文名稱(外文):Research of Hybrid System with Combined PEMFC and Secondary Battery
指導教授:郭俊賢郭俊賢引用關係
指導教授(外文):KUO, CHUN-HSIEN
口試委員:楊慶煜楊勝安
口試委員(外文):YANG, CHING-YUYANG, SHENG-AN
口試日期:2017-01-25
學位類別:碩士
校院名稱:國立高雄應用科技大學
系所名稱:模具系碩士在職專班
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2017
畢業學年度:105
語文別:中文
論文頁數:76
中文關鍵詞:混合電力系統燃料電池鋰電池
外文關鍵詞:Hybrid SystemFuel CellLithium Battery
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因應溫室效應及能源危機,節能減碳是目前世界各國所極力發展的方向,根據IEA於2016年報告指出,交通運輸碳排放量佔了全球年度的29%位居第二,因此若能將交通工具的原本的燃料替換成綠色能源,不僅可以降低碳排放量也可以解決能源危機,而以氫為燃料的燃料電池,若能應用在交通工具上,將可大幅的改善溫室效應及能源危機所帶來的問題。本研究完成一套以燃料電池為主、鋰電池為輔的混合電力控制系統,該控制以I2C為架構,整合3塊Arduino UNO板為其主要控制元件,並提供低負載或中、高負載之供電方式,在低負載8安培狀況下,由燃料電池作為主要供電輸出及鋰電池充電使用,當負載電流進入中、高階段8~45安培狀況下,控制系統會將鋰電池並聯至燃料電池,以協助分攤燃料電池在此階段之負荷。本實驗結果將混合電力系統與純燃料電池效能、耗氫量等數據進行比較,混合電力系統不管是在效能上、耗氫量及最大輸出功率,比起純燃料電池皆有顯著的提升,並且驗證了在低負載狀況下,耗氫量可節省8.2%,中、高負載狀況下則可以節省43%以上,最大負載功率可達2.2千瓦,且最大可承受瞬間負載變化達35安培。另外為了提升電池的續航力,參考最佳充電效率實驗結果,必須限制燃料電池在低負載時的最大輸出功率,則燃料電池可達到為鋰電池充電時,其最大效能為8.1安培。綜上所述,本研究建立的混合電力系統,可有效提高燃料電池的效率、續航力及實用性,並期望在未來可依此模式架構下進行實品驗證,以驗證本系統的實用性及可靠度。
To solve the greenhouse effect and energy reduction, the energy saving and carbon reduction is the direction of development for all countries. According to the IEA annual report in the 2016, the carbon emission from transportation is 2nd place, or 29%, annual global. If we can change the carbon fuel to the green energy (like hydrogen fuel) for transportation in the future, we can low carbon emission and partly solve the energy crisis. At the same time, the greenhouse effect can be improved.
This research finish a set of Hybrid Power Control System that the fuel cell is main power output lithium battery is complemented. This control system regards I2C as the structure to combine 3 Arduino UNO boards as mainly control component. It can provide two functions, one is low power load another is middle/high power load. If the power load output reaches under 8A condition, main power supply by the fuel cell and lithium battery is recharged at this stage. If the power load output reached around 8~45A condition, this control system connects lithium battery in parallel to assist and share the fuel cell load output at this stage.
The experimental result will show the data of efficiency & consumed hydrogen quantity for Hybrid Power System and Pure Fuel Cell System. No matter on efficiency, hydrogen consumed quantity and maximum power output, the Hybrid Power System has apparent improvement compared with Pure Fuel Cell System. The result show quantity of consumed hydrogen can save by 8.2% at lower power load condition and at least 43% at middle/high power load condition. Maximum power load condition can reach 45A/2.2kW and transient 35A.However, in order to improve the endurance of the battery must follow the experiment of high efficiency recharged to limit the Maximum power output at low load condition. Then Pure Fuel Cell System can be recharged the lithium battery by 8.1A with Maximum efficiency.
To sum up, this model of Hybrid Power System can increase efficiency, endurance and practicability of the fuel cell effectively and expect to prove practicability and reliability with real product under this structure in the future.
摘要
Abstract
致謝
目錄
圖目錄
表目錄
第一章、緒論
1.1、研究背景
1.2、文獻回顧
1.3、研究動機
1.4、本文架構
第二章、燃料電池、鋰電池及混電系統原理介紹
2.1、燃料電池介紹
2.1.1氫能源
2.1.2燃料電池種類說明
2.1.3質子交換膜燃料電池原理
2.2、鋰離子電池介紹
2.2.1各型式鋰電池
2.2.2磷酸鋰鐵電池
2.3、混合電力系統
2.3.1概述
2.3.2燃料電池混合電力系統
第三章、實驗設備與操作方法
3.1 Arduino
3.1.1前言
3.1.2 Arduino功能及規格
3.1.3 Arduino的特色
3.2通訊介面
3.2.1 RS-232(UART)
3.2.2 I2C
3.2.3 SPI
3.3燃料電池
3.4鋰離子電池
3.5其他設備
3.5.1電源供應器
3.5.2時間模組
3.5.3 SD模組
3.5.4 DC/DC Converter
3.5.5負載機
3.5.6流量計
第四章、燃料電池與鋰電池混合電力系統之研究
4.1實驗目的
4.2實驗流程
4.1.1系統架構之建立流程
4.1.2程式邏輯控制流程
4.1.3實作與驗證流程
4.3實驗數據及分析
4.3.1純燃料電池負載測試
4.3.2混合動力負載測試
4.3.3回充鋰電池測試
4.4實驗結論與分析
4.4.1耗氫量分析
4.4.2 功率分析
4.4.3充電效率分析
第五章、結論與未來展望
5.1結論
5.2未來展望
參考文獻
[1].International Energy Agency,2016,Decoupling of global emissions and economic growth confirmed,Paris
[2].聯合新聞網,2015,潔能減碳-全民創造綠生活http://udn.com/news/story/6903/1379071
[3].壹讀,2016,https://read01.com/kgO8ka.html
[4].阿波羅新聞http://tw.aboluowang.com/2013/1211/355517.html
[5].David Brown,1998,Hydrogen Didn't Cause Hindenburg Fire, UCLA Engineer and Former NASA Researchers Find,UCLA Newsroom
[6].黃鎮江,2008,燃料電池第3版,3月,頁400
[7].科技新報http://technews.tw/2014/10/16/toyota-mirai/,2014年10月16日
[8].Solar energy,History of the fuel cell,http://energyprofessionalsymposium.com/
[9].Lijun Gao∗, Zhenhua Jiang, Roger A. Dougal “An actively controlled fuel cell/battery hybrid to meet pulsed power demands” Received 20 November 2003; accepted 15 December 2003
[10].M.J Blackwelder, R.A Dougal “Power coordination in a fuel cell–battery hybrid power source using commercial power controller circuits” Journal of Power Sources “ Volume 134, Issue 1, 12 July 2004, Pages 139–147
[11].Andreas Jossen, Juergen Garche, Harry Doering, Markus Goetz,Werner Knaupp, Ludwig Joerissen,2005,“Hybrid systems with lead–acid battery and proton-exchange membrane fuel cell,” J. Power Sources, vol. 168, no. 144,pp. 395–401
[12].Kwi-Seong Jeong, Won-Yong Lee , Chang-Soo Kim,2005,“Energy management strategies of a fuel cell/battery hybrid system using fuzzy logics” Journal of Power Sources “ Volume 145, Issue 2, 18 August, Pages 319-326
[13].桂長清,2005, 混合電力推進系統及蓄電池選型,電池工業第10卷第4期,8月
[14].Rittmar von Helmolt, Ulrich Eberle “Fuel cell vehicles: Status 2007” Journal of Power Sources” Volume 165, Issue 2, 20 March 2007, Pages 833–843
[15].Jenn Jiang Hwang, Wei Ru Chang “Characteristic study on fuel cell/battery hybrid power system on a light electric vehicle” Journal of Power Sources,Volume 207, 1 June 2012, Pages111-119
[16].林正乾、程斯偉、戴亞霖、李佩珊,2012,“植基於燃料電池與鈕離子電池混合動力之電動車研製”,車輛工程學刊第九期
[17].林正乾、程斯偉、戴亞霖、李佩珊,2015,“微型燃料電池電動車研製與測試”車輛工程學刊,第十一期
[18].英國石油公司BP,2016,“BP Statistical Review of World Energy June 2016”,Page 6。
[19].Illustrator,The Physics Hypertextbook,1998-2016 Glenn ElertAuthor,Webmaster http://physics.info/energy-chemical/
[20].黃樑傑,2016,電動車產業發展與展望,頁1、朱峻賢,2015,全球車市概況,頁1,財團法人車輛研究測試中心
[21].Robert A. Hefner III,2002,THE AGE OF ENERGY GASES In the New Millennium,By The GHK Company,Page 1,GHK Company
[22].本間琢也、上松宏吉,2011年,燃料電池,10月,瑞昇文化
[23].黃國修教授,2015年,試論電動化車輛如何才能完全取代汽柴油車,車輛研測資訊108期,Page25
[24].http://www.rediff.com/gadget/report/all-about-power-banks---lithium-ion-vs-lithium-polymer-/20150526.htm
[25].羅佩琪,廖英凱,2013年,泛科學Pan Sci,9月http://pansci.asia/archives/47993
[26].財團法人車輛研究測試中心許佳興,2009年,電動車電池類型與電池基礎介紹,車輛研測資訊,頁13-18
[27].Autobolg,2007,Ford unveils PHEV Ford Edge with HySeries Drive at DC Auto Show,http://www.autoblog.com/2007/01/23/ford-unveils-phev-ford-edge-with-hyseries-drive-at-dc-auto-show/,23-Jan
[28].EV World,2010,GM Partners to Test Hydrogen Fuel Cell Equinox in Hawai'i,http://evworld.com/news.cfm?newsid=23316,12-May
[29].American Honda Motor Co., Inc.,2017,http://automobiles.honda.com/clarity
[30].Toyota Motor Sales, USA, Inc,2015,https://ssl.toyota.com/mirai/fcv.html
[31].ARDUINO官方網站,About Us,http://www.arduino.org/
[32].黃靜宜,2008年,應用非同步傳輸原理在遠端輸出入之控制,機械工業雜誌301期,頁72,4月
[33].洪永杰,2002年,晶片實習-PIC 與電腦之非同步串列通訊,4月,頁1-3
[34].固緯電子實業股份有限公司,I2C的傳輸與控制應用於匯流排溝通
[35].巴拉德(Ballard)公司,FCgen–1020ACS,http://ballard.com/Default.aspx
[36].長泓能源科技有限公司,氧化鋰鐵磷電池芯產品規格書,頁2
[37].固緯電子實業股份有限公司,產品介紹,http://www.gwinstek.com/
[38].致茂電子股份有限公司,產品介紹,http://www.chromaate.com/

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