Araç Uygulamalarında Kullanılan Hibrit Sistemler için PEM Yakıt Pillerinin Elektrokimyasal Modellenmesi

Abstract

Bu makale, Proton Değişim Membranlı Yakıt Hücresini (Proton Exchange Membrane Fuel Cell - PEMFC) ve araç dinamiği modeli kullanan hibrit sisteme dayalı olarak yakıt hücreli araca enerji sağlayan hibrit güç sisteminin matematiksel modellenmesine odaklanmaktadır. PEMFC’nin performansı; sıcaklık, membran kalınlığı, basınç ve nem gibi birçok farklı çalışma parametrelerinden büyük ölçüde etkilenir. Bu çalışmada, araç uygulamaları için önerilen hibrit sistemlerde 150 hücreli PEMFC yığınının elektrokimyasal modellenmesi ele alınmıştır. PEMFC’nin matematiksel modeli basitleştirilmiş varsayımlara ve yarı ampirik denklemlere dayanmaktadır. Ancak bu yaklaşımlar PEMFC’de meydana gelen temel kimyasal ve fiziksel etkileşimlere dayanarak kullanılmaktadır. Hibrit sistemler için PEMFC’nin polarizasyon eğrileri tartışılmış ve matematiksel modelin sonuçları farklı parametreler ile karşılaştırılmıştır. Önerilen elektrokimyasal modelde, sabit basınçta çalışma sıcaklığının artması ve membran kalınlığının azalmasıyla birlikte PEMFC yığının performansında bir iyileşme olduğu belirlenmiştir. Geliştirilen matematiksel model, bu koşullar altında PEMFC yığın performansını makul bir doğrulukla tahmin ederek hibrit araçların enerji yönetim sistemlerinin daha etkin ve verimli bir şekilde tasarlanmasına yardımcı olabilir.