智慧車直流電源供應系統開發 - 燃料電池與鋰離子電池混合供電設計與實作
一、主持人：林正乾
職稱：副教授
服務單位：電機工程系/電資學院
電話：分機7237
E-mail：mutilin@ncut.edu.tw
二、計畫特色
本計畫延續99年度開發智慧電動車之直流電源供電系統，完成以質子交換膜燃料電池與鋰離子電池混合供電的架構來提供智慧電動車所需的動力。質子交換膜燃料電池與鋰離子電池混合電力控制與調度已於99年度設計完成，本100年度主要以完成燃料電池動力系統並與磷酸鋰鐵電池模組併聯推動智慧車為終極目標。本100年度另一目標為參與綠色科技研發總中心之智慧電動車資訊整合計畫，協助完成智慧電動車之電池管理系統與動力預警系統。本計畫主要進行電池殘電量(State of Charge: SOC)的預估與電池健康狀態(State of Health: SOH)之預警，本電池管理系統與動力預警系統將由自行研製之電池管理系統擷取電芯狀態，藉由工業標準通訊(RS-485 or Can Bus)傳遞至人機系統進行電池與動力資料之處理、分析、顯示、儲存與預警。本電池管理系統與動力預警人機系統硬體使用工業電腦，作業系統為Windows XP，人機軟體將由Labview 與 VB 轉體開發完成。
三、計畫成果摘要
本計畫延續99年度開發智慧電動車之直流電源供電系統，完成以質子交換膜燃料電池與鋰離子電池混合供電的架構來提供智慧電動車所需的動力。質子交換膜燃料電池與鋰離子電池混合電力控制與調度已於99年度設計完成，本年度主要以完成燃料電池動力系統並與磷酸鋰鐵電池模組併聯推動智慧車為最終目標。期中成果如下：
- 電池管理系統設計與製作完成
- 燃料電池與鋰離子電池混合供電系統設計完成
- 燃料電池系統測試完成
- 電池管理系統車載資訊整合完成
- 舉辦智慧電動車之電池管理系統技術研討會與示範系統發表會
四、研究成果
(1) 期刊論文(2010-2011)
| 發表人 | 發表文章 | 期刊名稱 | 學年度 |
| 林正乾 | Development of a PEMFC-Based Heat and Power Cogeneration System | The Journal of Fuel Science and Technology, (accepted for publication) | 99 |
| 林正乾 | Design and Implementation of a Single Cell Voltage Measurement System on a Fuel Cell Stack | IEEE Transactions on Industrial Electronics, (accepted for publication) | 99 |
| 林正乾 | 質子交換膜燃料電池發電性能最佳化實務分析 | 冷凍空調&能源科技期刊 | 99 |
| 林正乾 | 燃料電池單電池電壓量測系統設計與實現 | 技術學刊 | 99 |
| 林正乾 | 植基於主從架構之多片燃料電池單電池電壓量測電路研製 | 電子月刊 | 99 |
| 林正乾 | 低功率燃料電池測試平台研製 | 冷凍空調&能源科技期刊 | 99 |
| 林正乾 | 使用Labview進行燃料電池測試系統之自動操作模式開發 | 機電整合雜誌 | 99 |
(2) 獲准專利(2010-2011)
| 發表人 | 專利名稱 | 專利證號 | 學年度 |
| 林正乾 | 連續式生質能碳化系統 | I321204 | 98 |
| 林正乾 | 固體生質能碳化結合挾帶床氣化系統及其製程 | I320840 | 98 |
(3) 擔任主持人相關研究計畫(2010-2011)
| 姓名 | 研究計畫名稱 | 經費來源 | 執行期限 |
| 林正乾 | 再生能源產氫之燃料電池與磷酸鋰鐵電池混合供電開發 | 泰新能源股份有限公司 | 2010.08~2011.07 |
| 林正乾 | 定置型燃料電池熱電共生與遠端監控平台之建構 | 國科會 | 2010.06~2011.05 |
| 林正乾 | 燃料電池與二次電池主動式混合供電系統研製 | 教育部 | 2010.02~2010.12 |
(4) 技術移轉(2010-2011)
| 姓名 | 公司名稱 | 技轉金額 | 技轉名稱 | 年度 |
| 林正乾 | 庫綸能源股份有限公司 | 60,000 | 植基於印刷電路板電路之燃料電池單電池電壓量測組合結構 | 99 |
| 林正乾 | 庫綸能源股份有限公司 | 60,000 | 燃料電池單電池電壓量測之裝置及方法 | 99 |
(5) 100年度目標達成狀況
| 計畫期程 | 預期成果 | 達成率 |
| 1-3月 | 1.電池管理系統設計與製作完成 2.燃料電池與鋰離子電池混合供電系統設計完成 3.燃料電池系統測試完成 | 100% 完成 |
| 4-6月 | 1.電池管理系統車載資訊整合完成 2.舉辦智慧電動車之電池管理系統技術研討會與示範系統發表會 | 100% 完成 |
| 7-9月 | 1.動力預警系統車載資訊整合完成 2.燃料電池與鋰離子電池混合供電系統製作與測試完成 | 50% 完成 |
| 10-12月 | 1.電池管理系統與動力預警系統整合測試完成 2.舉辦智慧電動車之燃料電池與鋰離子電池混合供電技術研討會與示範系統發表會 | 0% 完成 |
五、計畫成果附件
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