T E L K O M N I K A ,   V o l . 9 ,   N o . 2 ,   A u g u s t   2 0 1 1 ,   p p .   3 0 3 ~ 3 1 0   I S S N :   1 6 9 3 - 6 9 3 0   a c c r e d i t e d   b y   D G H E   ( D I K T I ) ,   D e c r e e   N o :   5 1 / D i k t i / K e p / 2 0 1 0           3 0 3       R e c e i v e d   J a n u a r y   3 1 th ,   2 0 1 1 ;   R e v i s e d   M a y   1 1 th ,   2 0 1 1 ;   A c c e p t e d   M a y   2 6 th ,   2 0 1 1   E f f i c i e n c y   o f   P o l y m e r   E l e c t r o l y t e   M e m b r a n e     F u e l   C e l l   S t a c k       A g u n g   P r a y i t n o * 1 ,   O l i v e   K u b u m w e 2 ,   H a n s   B o s m a 3 ,   E d w i n   T a z e l a a r 2   1 El e c t r i c a l   En g i n e e r i n g   D e p t ,   U n i v e r s i t y   o f   Su r a b a y a   ( U BAYA)     J l .   R a y a   Ka l i r u n g k u t   -   S u r a b a y a   6 0 2 9 3 ,     E a s t   J a v a     I n d o n e s i a ,   T e l .   + 6 2 - 3 1 - 2 9 8 1 1 5 7   2 C o n t r o l   Sy s t e m   En g i n e e r i n g ,   H AN   U n i v e r s i t y   o f   A p p l i e d   S c i e n c e s ,   Ar n h e m ,     N e t h e r l a n d s   R u i t e n b e r g l a a n   2 6   6 8 2 6   C C   A r n h e m     T h e   N e t h e r l a n d s ,   T e l .   + 3 1 - 2 6 - 3 6 5 8 2 1 5   3 Ve h i c l e   M e c h a t r o n i c s   D e p t ,     H AN   U n i v e r s i t y   o f   A p p l i e d   S c i e n c e s ,   Ar n h e m ,   N e t h e r l a n d s   R u i t e n b e r g l a a n   2 9   6 8 2 6   C C   A r n h e m     T h e   N e t h e r l a n d s ,   T e l p .   T e l .   + 3 1 - 2 6 - 3 6 5 8 2 9 3   e - m a i l :   p r a y i t n o _ a g u n g @ u b a y a . a c . i d * ,     o k u b u m w e @ y a h o o . f r ,   h a n s . b o s m a @ h a n . n l ,     E. T a z e l a a r @ h a n . n l       A b s t r a k   Pa p e r   i n i   m e n g a p l i k a s i k a n   s e b u a h   f e e d f o r w a r d   c o n t r o l   d e n g a n   o p t i m a l   o x y g e n   e x c e s s   r a t i o   y a n g   m e m a k s i m a l k a n   n e t   p o w e r   ( m e n i n g k a t k a n   e f i s i e n s i )   d a r i   N e d St a c k   P8 . 0 - 6 4   PEM   f u e l   c e l l   s t a c k   ( F C S)   s y s t e m .     Pr o f i l   n e t   p o w e r   y a n g   m e r u p a k a n   f u n g s i   d a r i   o x y g e n   e x c e s s   r a t i o   u n t u k   b e b e r a p a   t i t i k   k e r j a   d i a n a l i s a   d e n g a n   m e n g g u n a k a n   m o d e l   d a r i   F C S.     H u b u n g a n   a n t a r a   a r u s   s t a c k   d a n   t e g a n g a n   i n p u t   k o m p r e s o r   p a d a   s a a t   n i l a i   o x y g e n   e x c e s s   r a t i o   o p t i m a l   d i g u n a k a n   u n t u k   m e n d e s a i n   s e b u a h   s k e m a   k o n t r o l   f e e d f o r w a r d .   H a s i l   d a r i   s k e m a   k o n t r o l   i n i   a k a n   d i b a n d i n g k a n   d e n g a n   h a s i l   d a r i   s k e m a   k o n t r o l   y a n g   m e n g g u n a k a n   n i l a i   k o n s t a n   o x y g e n   e x c e s s   r a t i o .   H a s i l   s i m u l a s i   m e n u n j u k k a n   b a h w a   o p t i m a l   e x c e s s   r a t i o   m e n i n g k a t k a n   p e r f o r m a n s i   d a r i   f u e l   c e l l   d i b a n d i n g   p e n g g u n a a n   k o n s t a n   o x y g e n   e x c e s s   r a t i o .     Pr o s e d u r   y a n g   s a m a   j u g a   d i l a k u k a n   s e c a r a   e k s p e r i m e n   u n t u k   F C s y s t e m .     R e s p o n   n e t   p o w e r   d a r i   f u e l   c e l l   t e r h a d a p   v a r i a s i   o x y g e n   e x c e s s   r a t i o   d i g u n a k a n   u n t u k   m e n d a p a t k a n   n i l a i   o p t i m u m   d a r i   o x y g e n   e x c e s s   r a t i o .     D a t a   d a t a   d a r i   a r u s   s t a k   d a n   t e g a n g a n   i n p u t   k o m p r e s s o r   p a d a   s a a t   n i l a i   o p t i m u m   t e r s e b u t   d i g u n a k a n   u n t u k   m e n d e s a i n   f e e d f o r w a r d   k o n t r o l .   F e e d f o r w a r d   k o n t r o l   d e n g a n   k o n s t a n   d a n   o p t i m a l   o x y g e n   r a t i o   k o n t r o l   d i i m p l e m e n t a s i k a n   p a d a   N e d St a c k   P8 . 0 - 6 4   PE M   F C s y s t e m   d e n g a n   m e n g g u n a k a n   L a b v i e w .   H a s i l   i m p l e m e n t a s i   m e n u n j u k k a n   b a h w a   f e e d f o r w a r d   k o n t r o l   d e n g a n   o p t i m a l   o x y g e n   e x c e s s   r a t i o   m e n i n g k a t k a n   p e r f o r m a n s i   f u e l   c e l l   d i b a n d i n g   p e n g g u n a a n   k o n s t a n   o x y g e n   e x c e s s   r a t i o .       K a t a   k u n c i :   PEM   f u e l   c e l l   s t a c k ,   d y n a m i c   o x y g e n   e x c e s s   r a t i o ,   s t a t i c   o x y g e n   e x c e s s   r a t i o       A b s t r a c t   T h i s   p a p e r   a p p l i e s   a   f e e d f o r w a r d   c o n t r o l   o f   o p t i m a l   o x y g e n   e x c e s s   r a t i o   t h a t   m a x i m i z e   n e t   p o w e r   ( i m p r o v e   e f f i c i e n c y )   o f   a   N e d St a c k   P8 . 0 - 6 4   PEM   f u e l   c e l l   s t a c k   ( F C S)   s y s t e m .   N e t   p o w e r s   p r o f i l e   a s   a   f u n c t i o n   o f   o x y g e n   e x c e s s   r a t i o   f o r   s o m e   p o i n t s   o f   o p e r a t i o n   a r e   a n a l y z e d   b y   u s i n g   F C m o d e l .   T h e   r e l a t i o n s h i p s   b e t w e e n   s t a c k   c u r r e n t   a n d   t h e   c o r r e s p o n d i n g   c o n t r o l   i n p u t   v o l t a g e   t h a t   g i v e s   a n   o p t i m a l   o x y g e n   e x c e s s   r a t i o   a r e   u s e d   t o   d e s i g n   a   f e e d f o r w a r d   c o n t r o l   s c h e m e .   T h e   r e s u l t s   o f   t h i s   s c h e m e   a r e   c o m p a r e d   t o   t h e   r e s u l t s   o f   a   f e e d f o r w a r d   c o n t r o l   u s i n g   a   c o n s t a n t   o x y g e n   e x c e s s   r a t i o .   Si m u l a t i o n   r e s u l t s   s h o w   t h a t   o p t i m a l   o x y g e n   e x c e s s   r a t i o   i m p r o v e s   f u e l   c e l l   p e r f o r m a n c e   c o m p a r e d   t o   t h e   r e s u l t s   o f   c o n s t a n t   o x y g e n   e x c e s s   r a t i o .   T h e   s a m e   p r o c e d u r e s   a r e   p e r f o r m e d   e x p e r i m e n t a l l y   f o r   t h e   F C s y s t e m .   T h e   b e h a v i o u r   o f   t h e   n e t   p o w e r   o f   t h e   f u e l   c e l l   s t a c k   w i t h   r e s p e c t   t o   t h e   v a r i a t i o n   o f   o x y g e n   e x c e s s   r a t i o   i s   a n a l y z e d   t o   o b t a i n   o p t i m a l   v a l u e s .   D a t a   o f   s t a c k   c u r r e n t   a n d   t h e   c o r r e s p o n d i n g   v o l t a g e   i n p u t   t o   t h e   c o m p r e s s o r   t h a t   g i v e s   o p t i m a l   v a l u e s   o f   o x y g e n   e x c e s s   r a t i o   a r e   u s e d   t o   d e v e l o p   a   f e e d f o r w a r d   c o n t r o l .     F e e d f o r w a r d   c o n t r o l   b a s e d   o n   c o n s t a n t   a n d   o p t i m a l   o x y g e n   e x c e s s   r a t i o   c o n t r o l ,   a r e   i m p l e m e n t e d   i n   t h e   N e d St a c k   P8 . 0 - 6 4   PEM   f u e l   c e l l   s t a c k   s y s t e m   b y   u s i n g   L a b VI E W .   I m p l e m e n t a t i o n   r e s u l t s   s h o w s   t h a t   o p t i m a l   o x y g e n   e x c e s s   r a t i o   c o n t r o l   i m p r o v e s   t h e   f u e l   c e l l   p e r f o r m a n c e   c o m p a r e d   t o   t h e   c o n s t a n t   o x y g e n   e x c e s s   r a t i o   c o n t r o l .     K e y w o r d s :   PEM   f u e l   c e l l   s t a c k ,   o p t i m a l   o x y g e n   e x c e s s   r a t i o ,   c o n s t a n t   o x y g e n   e x c e s s   r a t i o         1 .     I n t r o d u c t i o n   P o w e r   g e n e r a t i o n   u s i n g   p o l y m e r   e l e c t r o l y t e   m e m b r a n e   ( P E M )   f u e l   c e l l s   f o r   h y b r i d   v e h i c l e   a p p l i c a t i o n   h a s   r e c e i v e d   c o n s i d e r a b l e   a t t e n t i o n   i n   r e c e n t   y e a r s .     F u e l   c e l l s   a r e   p r o v e n   a s   a   c l e a n   e n e r g y   w h i c h   p r o d u c e s   w a t e r   a n d   h e a t   a s   a n   e m i s s i o n .   T h e   m a j o r   a d v a n t a g e s   o f   u s i n g   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                        I S S N :   1 6 9 3 - 6 9 3 0   T E L K O M N I K A     V o l .   9 ,   N o .   2 ,     A u g u s t   2 0 1 1   :     3 0 3     3 1 0   3 0 4 P E M   f u e l   c e l l s   a r e   t h e y   h a v e   h i g h   p o w e r   d e n s i t y ,   s o l i d   e l e c t r o l y t e ,   l o n g   s t a c k   l i f e   a n d   l o w   c o r r o t i o n   [ 4 ,   5 ] .     A   f u e l   c e l l   c o n s i s t s   o f   t w o   e l e c t r o d e s ,   a n o d e   a n d   c a t h o d e ,   a n d   a n   e l e c t r o l y t e   m e m b r a n e   w h i c h   i s   i n s e r t e d   b e t w e e n   t h e m .     S i n g l e   f u e l   c e l l   p r o d u c e s   a r o u n d   0 . 7   v o l t s .     F o r   o b t a i n   h i g h e r   v o l t a g e ,   m u l t i p l e   c e l l s   a r e   s t a c k e d   i n   s e r i e s   a n d   c a l l e d   f u e l   c e l l   s t a c k   ( F C S )   s y s t e m   [ 4 ] .       T h e   P E M   f u e l   c e l l s   u s e   p r e s s u r i z e d   h y d r o g e n   a n d   o x y g e n   a s   a   f u e l   t o   p r o d u c e   e l e c t r i c i t y .     H y d r o g e n   i n   a n o d e   s i d e   w i l l   b e   d i s s o c i a t e d   i n t o   p r o t o n s   a n d   e l e c t r o n s .     P r o t o n s   f l o w   t h r o u g h   p o l y m e r   e l e c t r o l y t e   m e m b r a n e   t o   t h e   c a t h o d e   a n d   t h e   e l e c t r o n s   f l o w   f r o m   a n o d e   t o   c a t h o d e   t h r o u g h   e x t e r n a l   c i r c u i t   t o   p r o d u c e   c u r r e n t .     I n   t h e   c a t h o d e   s i d e ,   o x y g e n   w i l l   r e a c t   w i t h   p r o t o n s   a n d   e l e c t r o n s   t o   p r o d u c e   w a t e r   a n d   h e a t   [ 4 ,   5 ] .       I n   t h i s   r e s e a r c h ,   N e d S t a c k   P 8 . 0 - 6 4   P E M   f u e l   c e l l   s t a c k   s y s t e m   a t   t h e   A p p l i e d   R e s e a r c h   L a b o r a t o r y   A u t o m o t i v e   ( A R L A )   o f   H A N   U n i v e r s i t y   o f   A p p l i e d   S c i e n c e s ,   F i g u r e   1 . a ,   w i l l   b e   u s e d .     T h e   F C S   s y s t e m   c o n s i s t s   o f   6 8   c e l l s ,   a u x i l l a r y   s y s t e m s   a n d   c o n t r o l   m o d u l e s .   T h e   a u x i l l a r y   s y s t e m s   t o g e t h e r   w i t h   c o n t r o l   m o d u l e s   e n s u r e   s a f e t y   w o r k i n g   c o n d i t i o n .     I t   c a n   b e   d o n e   b y   r e g u l a t i n g   a n o d e - c a t h o d e   p r e s s u r e   r a t i o ,   t e m p e r a t u r e   a n d   h u m i d i t y   o f   t h e   f u e l   c e l l ,   a n o d e   p u r g e   v a l v e ,   a i r   c o m p r e s s o r   v o l t a g e   t o   a v o i d   o x y g e n   s t a r v a t i o n ,   s a f e   s t a r t   u p   a n d   s h u t d o w n   s e q u e n c e s .     A l l   p r o c e s s   o u t p u t s   a n d   i n p u t s   a r e   c o n n e c t e d   t o   N a t i o n a l   I n s t r u m e n t s   D a t a   A c q u i s i t i o n   s y s t e m   ( N I D A Q )   t h a t   g i v e s   p o s s i b i l i t i e s   t o   m o n i t o r   a n d   t o   i m p l e m e n t   n e w   c o n t r o l   s t r a t e g i e s .               ( a )   N e d S t a c k   P E M   F C S       ( b )   P h y s i c a l   D i a g r a m     F i g u r e   1 .   N e d S t a c k   P E M   F u e l   C e l l   S t a c k   s y s t e m         T h e   p h y s i c a l   d i a g r a m   o f   t h e   F C S   s y s t e m   i s   s h o w n   i n   F i g u r e   1 . b .       H y d r o g e n   i s   p r o v i d e d   f r o m   h i g h   p r e s s u r e   h y d r o g e n   s t o r a g e   t h r o u g h   a   c o n t r o l   v a l v e .   T h e   h y d r o g e n   f l o w   i s   h u m i d i f i e d   t o   p r e v e n t   t h e   m e m b r a n e   ( e l e c t r o l y t e )   t o   d e h y d r a t e .   A   s u r p l u s   o f   h y d r o g e n   i s   d e h y d r a t e d   a n d   r e c y c l e d   u s i n g   a   c o m p r e s s o r .   A n   o n / o f f   v a l v e   e n a b l e s   p u r g i n g ,   t o   p r e v e n t   t o o   h i g h   c o n c e n t r a t i o n s   o f   n i t r o g e n   i n   t h e   h y d r o g e n   c i r c u i t .   T h i s   n i t r o g e n   d i f f u s e s   f r o m   t h e   a i r   s i d e   t h r o u g h   t h e   m e m b r a n e   i n t o   t h e   h y d r o g e n   c i r c u i t .   T h e   o x y g e n   i s   p r o v i d e d   a s   a i r ,   f i l t e r e d   a n d   p r e s s u r i z e d   u s i n g   a   c o m p r e s s o r .   A f t e r   h u m i d i f i c a t i o n   i t   e n t e r s   t h e   f u e l   c e l l   s t a c k .   A f t e r   d e h y d r a t i o n ,   t h e   r e m a i n i n g   a i r   i s   b l o w n   o f f .   T h e   s t a c k   i s   c o o l e d   t h r o u g h   a   c o o l i n g   c i r c u i t   w i t h   a   s m a l l   p u m p   f o r   c i r c u l a t i o n   a n d   a n   e x t e r n a l   h e a t   e x c h a n g e r ,   w h i c h   i s   c o o l e d   b y   a n   e x t e r n a l   c o o l i n g   c i r c u i t .   T h e   h y d r a t i o n   o f   b o t h   h y d r o g e n   a n d   a i r   f l o w   i s   i n t e r n a l l y   c o m b i n e d   w i t h   t h e   c o o l i n g   c i r c u i t .   T h e   w a t e r   f o r   h u m i d i f i c a t i o n   i s   p r o v i d e d   b y   t h e   d e h y d r a t i o n   o f   t h e   a i r   a n d   h y d r o g e n   f l o w   a f t e r   t h e   s t a c k   [ 6 ]   S i n c e   t h i s   f u e l   c e l l   w i l l   b e   u s e d   f o r   v e h i c l e s   a p p l i c a t i o n s ,   a n   o p t i m i z a t i o n   o f   t h e   n e t   p o w e r   o f   f u e l   c e l l   s t a c k   b e c o m e   a   f u n d a m e n t a l   a s p e c t .     M a x i m i z i n g   t h e   n e t   p o w e r   o f   t h e   f u e l   c e l l   c a n   b e   e a s i l y   a c h i e v e d   i f   t h e   n e t   p o w e r   p r o f i l e   o f   t h e   f u e l   c e l l   w i t h   r e s p e c t   t o   t h e   v a r i a t i o n   o f   t h e   o x y g e n   e x c e s s   r a t i o   i s   u n d e r s t o o d   [ 4 ] .     O x y g e n   e x c e s s   r a t i o   c a n   b e   e x p r e s s e d   a s   t h e   r a t i o   b e t w e e n   t h e   m a s s   f l o w   r a t e   o f   o x y g e n   e n t e r i n g   t h e   c a t h o d e   a n d   t h e   m a s s   f l o w   r a t e   o f   o x y g e n   t h a t   h a s   r e a c t e d   i n   t h e   p r o c e s s .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L K O M N I K A     I S S N :   1 6 9 3 - 6 9 3 0       E f f i c i e n c y   o f   P o l y m e r   E l e c t r o l y t e   M e m b r a n e   F u e l   C e l l   S t a c k   ( A g u n g   P r a y i t n o )   3 0 5   I n   t h e   e x i s t i n g   F C S   s y s t e m ,   c o n s t a n t   o x y g e n   e x c e s s   r a t i o   ( 2 2 0 = l )   i s   u s e d .     A   c o m p r e s s o r   u s e s   a   s i g n i f i c a n t   a   m o u n t   o f   e n e r g y   g e n e r a t e d   b y   t h e   f u e l   c e l l   s t a c k ,   r e s u l t i n g   i n   l o w e r   s y s t e m   e f f i c i e n c y .     A   p r o p e r   d y n a m i c   d e f i n i t i o n   o f   t h e   o x y g e n   e x c e s s   r a t i o   n e e d e d   c a n   p r o b a b l y   m a x i m i z e   t h e   n e t   p o w e r   a n d   i n   t h e   e n d   m a y   i m p r o v e   t h e   e f f i c i e n c y   o f   t h e   F C S .     T h e r e f o r e   i n   t h i s   p a p e r ,   o u r   f o c u s   i s   t o   i n v e s t i g a t e   p o s s i b l e   i m p r o v e m e n t   o n   t h e   n e t   p o w e r   b y   f i n d i n g   t h e   o p t i m a l   o x y g e n   e x c e s s   r a t i o   f r o m   t h e   n e t   p o w e r   p r o f i l e .     B a s e d   o n   t h e   s u i t a b l e   c o n t r o l   s t r a t e g i e s ,   t h e   a l g o r i t h m   i s   i m p l e m e n t e d   i n   t h e   F C S   s y s t e m   b y   u s i n g   L a b V i e w   a n d   t h e   e x p e r i m e n t a l   r e s u l t   i s   a n a l y z e d .   T h i s   p a p e r   i s   o r g a n i z e d   a s   f o l l o w s :   S e c t i o n   2   p r e s e n t s   a   F C S   m o d e l   a n d   s i m u l a t i o n   r e s u l t s .   S e c t i o n   3   p r e s e n t s   a n   e x p e r i m e n t   o f   s t e a d y   s t a t e   a n a l y s i s .   T h e   c o n t r o l   i m p l e m e n t a t i o n   a n d   r e s u l t s   a r e   p r e s e n t e d   i n   s e c t i o n   4   a n d   f i n a l l y   t h e   m a i n   c o n c l u s i o n s   a r e   p r o v i d e d   i n   s e c t i o n   5 .     2 .     F C S   M o d e l   a n d   S i m u l a t i o n   R e s u l t s   V a r i o u s   a t t e m p t s   f o r   d e v e l o p i n g   m o d e l s   a n d   d e s i g n i n g   c o n t r o l l e r s   o f   F C S   h a v e   b e e n   a p p l i e d .     P u k r u s p h a n   e t   a l .   d e v e l o p e d   a   d y n a m i c   f u e l   c e l l   c o n t r o l - o r i e n t e d   m o d e l   t h a t   i s   s u i t a b l e   f o r   c o n t r o l   s t u d i e s .     T h e   m o d e l   c o n s i s t s   o f   a   f u e l   c e l l   s t a c k   m o d e l   a n d   a u x i l l a r y   m o d e l s   w h i c h   c o n s i s t s   o f   a   c o m p r e s s o r   m o d e l ,   a   s u p p l y   m a n i f o l d   m o d e l ,   a   s t a t i c   c o o l e r   m o d e l ,   a   h u m i d i f i e r   m o d e l ,   a n d   a   r e t u r n   m a n i f o l d   m o d e l .     T h e i r   p a p e r   g a v e   a   n i c e   p r e s e n t a t i o n   o f   t h e   d e v e l o p m e n t   o f   a   c o n t r o l - o r i e n t e d   m o d e l   f o r   u n d e r s t a n d i n g   t h e   d y n a m i c a l   b e h a v i o u r   o f   f u e l   c e l l   s y s t e m s   [ 1 , 2 , 3 , 4 ] .       T h e   f u e l   c e l l   m o d e l   u s e s   n i n e   s t a t e   v a r i a b l e s :   o n e   s t a t e ,   c p w ,   i n   t h e   c o m p r e s s o r   m o d e l ,   t w o   s t a t e s ,   s m s m m p , ,   i n   t h e   s u p p l y   m a n i f o l d   m o d e l ,   t h r e e   s t a t e s ,   c a v N O m m m , , , 2 2 ,   i n   t h e   c a t h o d e   m o d e l ,   t w o   s t a t e s ,   a n v H m m , , 2 ,   i n   t h e   a n o d e   m o d e l   a n d   o n e   s t a t e , r m p   ,   i n   t h e   r e t u r n   m a n i f o l d   m o d e l .     T h e   a i r   c o m p r e s s o r   v o l t a g e , c m v ,   i s   t h e   i n p u t   o f   t h e   s y s t e m   a n d   t h e   f u e l   c e l l   s t a c k   c u r r e n t , s t I ,   i s   a s s u m e d   t o   b e   a   d i s t u r b a n c e     i n p u t .     T h e   o u t p u t s   o f   t h e   s y s t e m   a r e   t h e   s t a c k   v o l t a g e , s t V .     A   s c h e m a t i c   o f   F C S   s u b s y s t e m s   a n d   t h e i r   m o d e l   s t a t e   v a r i a b l e s   a r e   s h o w n   i n   F i g u r e   2 .         F i g u r e   2 .     F u e l   c e l l   s y s t e m   m o d e l ,   i n d i c a t i n g   m o d e l   s t a t e   v a r i a b l e s .       C a t h o d e   s u b s y s t e m   m o d e l   i s   c r e a t e d   b a s e d   o n   m a s s   c o n s e r v a t i o n   e q u a t i o n s   o f   o x y g e n ,   n i t r o g e n   a n d   w a t e r   i n s i d e   t h e   c a t h o d e .     I n   t h e   s u p p l y   m a n i f o l d   a n d   t h e   r e t u r n   m a n i f o l d ,   s u b s y s t e m s   i s   d e v e l o p e d   u s i n g   t h e   r a t e   o f   c h a n g e   o f   m a s s   s u p p l y   m a n i f o l d   a n d   t h e   r a t e   o f   c h a n g e   o f   p r e s s u r e .     I n   t h e   a n o d e   s u b s y s t e m ,   m a s s   c o n s e r v a t i o n   e q u a t i o n s   o f   h y d r o g e n   a n d   w a t e r   i n s i d e   t h e   a n o d e   w i l l   b e   u s e d .     F i n a l l y   c o m p r e s s o r   m o d e l   i s   b u i l t   b a s e d   o n   c o m p r e s s o r   i n e r t i a ,   c o m p r e s s o r   t o r q u e   a n d   l o a d   t o r q u e .     A l l   e q u a t i o n s   a r e   e x p l a i n e d   w e l l   i n   [ 4 ] .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                        I S S N :   1 6 9 3 - 6 9 3 0   T E L K O M N I K A     V o l .   9 ,   N o .   2 ,     A u g u s t   2 0 1 1   :     3 0 3     3 1 0   3 0 6 T h e y   a l s o   r e p o r t e d   a   c o n t r o l   s t r a t e g y   f o r   r e g u l a t i n g   a i r   s u p p l y .     A   s t a t i c   f e e d f o r w a r d   ( s F F )   c o n t r o l l e r   i s   p r e s e n t e d   t o   a c h i e v e   t h e   a i r   f l o w   t h a t   r e p l e n i s h e s   t h e   o x y g e n   f l o w   d e p l e t i n g   d u r i n g   c u r r e n t   d r a w n ,   s t I .   I n   t h i s   s F F   c o n t r o l   s c h e m e s ,   F i g u r e   3 ,   c u r r e n t   t h a t   a c t s   a s   a   d i s t u r b a n c e   i s   m e a s u r e d   a n d   a   f u n c t i o n   t h a t   s h o w s   a   r e l a t i o n s h i p   b e t w e e n   t h e   s t e a d y   s t a t e   v a l u e   o f   t h e   c o n t r o l   i n p u t , c m v ,   a n d   t h e   d i s t u r b a n c e ,   s t I i s   i m p l e m e n t e d   i n   a   l o o k - u p   t a b l e .     T h e   p a p e r   a s s u m e s   t h a t   t h e   o x y g e n   e x c e s s   r a t i o , 2 O l ,   o f   t h e   a i r   s u p p l y   i s   a l w a y s   c o n s t a n t   a t   2 2 = O l   [ 2 , 4 ] .     T h e r e f o r e ,   t h e   n e t   p o w e r   o f   t h e   f u e l   c e l l   s t a c k   m a y   n o t   h a v e   a n   o p t i m u m   v a l u e .           F i g u r e   3 .     S t a t i c   f e e d f o r w a r d   c o n t r o l l e r .       A   m o d e l   b a s e d   o n   P u s k r u s p h a n s   w o r k   w i l l   b e   b u i l t   t o   a n a l y s e   t h e   b e h a v i o u r   o f   t h e   F C S   s y s t e m ,   F i g u r e   4 .     P a r a m e t e r s   o f   t h e   F C S   u s e d   i n   t h i s   m o d e l   a r e   o b t a i n e d   f r o m   [ 6 ] .   T h e   a i r   c o m p r e s s o r   v o l t a g e , c m v ,   a n d   t h e   f u e l   c e l l   s t a c k   c u r r e n t ,   s t I ,   a r e   c h o s e n   a s   i n p u t   v a r i a b l e s   w h i l e   v a r i a b l e s   o x y g e n   e x c e s s   r a t i o , 2 O l ,   n e t   p o w e r   g e n e r a t e d   b y   f u e l   c e l l   s t a c k , n e t P ,   a n d   t h e   s t a c k   v o l t a g e , s t V   a r e   c h o s e n   a s   o u t p u t   v a r i a b l e s .       F i g u r e   4 .     S i m u l i n k   m o d e l   o f   t h e   F C S .         A c c o r d i n g   t o   t h e   o b j e c t i v e s   o f   t h i s   p a p e r ,   t h e   i m p o r t a n t   v a r i a b l e   i n   o u r   a n a l y s i s   i s   t h e   o x y g e n   e x c e s s   r a t i o , 2 O l ,   w h i c h   c a n   b e   e x p r e s s e d   a s   t h e   r a t i o   b e t w e e n   t h e   m a s s   f l o w   r a t e   o f   o x y g e n   e n t e r i n g   t h e   c a t h o d e   a n d   t h e   m a s s   f l o w   r a t e   o f   o x y g e n   t h a t   h a s   r e a c t e d   i n   t h e   p r o c e s s .     r c t O i n O O W W s , , 2 2 = l   ( 1 )     w h e r e   t h e   r e a c t e d   m a s s   f l o w   r a t e   i s   p r o p o r t i o n a l   t o   t h e   d i s t u r b a n c e   i n p u t   s t a c k   c u r r e n t , s t I .   T h e   p r o p o r t i o n a l   r e l a t i o n   c a n   b e   w r i t t e n   a s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L K O M N I K A     I S S N :   1 6 9 3 - 6 9 3 0       E f f i c i e n c y   o f   P o l y m e r   E l e c t r o l y t e   M e m b r a n e   F u e l   C e l l   S t a c k   ( A g u n g   P r a y i t n o )   3 0 7   F n I M W s t O r c t O 4 2 2 , =   ( 2 )     w h e r e 2 O M ,   n ,   a n d   F   a r e   t h e   o x y g e n   m o l a r   m a s s ,   n u m b e r   o f   c e l l s   i n   t h e   s t a c k   a n d   F a r a d a y   c o n s t a n t   r e s p e c t i v e l y .   T h e   o u t p u t   o f   t h e   f u e l   c e l l   s t a c k   i s   s t a c k   v o l t a g e .     B y   a s s u m i n g   t h a t   a l l   t h e   c e l l s   a r e   i d e n t i c a l ,   t h e   t o t a l   s t a c k   v o l t a g e   i s   a   m u l t i p l i c a t i o n   o f   n u m b e r   o f   c e l l s , n ,   a n d   t h e   i n d i v i d u a l   c e l l   v o l t a g e   f c v .     T h e   f u e l   c e l l   v o l t a g e   c a n   b e   e x p r e s s e d   a s   t h e   r e s u l t   o f   t h e   o p e n   c i r c u i t   v o l t a g e , E ,   f r o m   w h i c h   t h e   s u m   o f   v o l t a g e   l o s s e s   i s   s u b t r a c t e d :   a c t i v a t i o n       o v e r v o l t a g e , a c t v , o h m i c   o v e r v o l t a g e , o h m v ,   a n d   c o n c e n t r a t i o n   o v e r v o l t a g e   c o n c v .     c o n c o h m a c t f c v v v E v - - - =   ( 3 )     T h e   t o t a l   n e t   F C S   p o w e r , n e t P ,   i s   a   s u b s t r a c t i o n   r e s u l t   o f   t h e   s t a c k     p o w e r ,   s t P ,   w h i c h   i s   t h e   p r o d u c t   o f   s t a c k   v o l t a g e , s t v ,   a n d   t h e   s t a c k   c u r r e n t , s t I ,   a n d   t h e   p o w e r   c o n s u m e d   b y   t h e   c o m p r e s s o r ,   w h i c h   i s   p r o d u c t   o f   c o m p r e s s o r   v o l t a g e , c m v ,   a n d   c o m p r e s s o r   c u r r e n t , c m I   [ 7 ] .       c m c m s t s t n e t I v I v P - =   ( 4 )     E q u a t i o n s   ( 1 )   a n d   ( 2 )   s h o w   t h a t   h i g h   o x y g e n   e x c e s s   r a t i o , 2 O l ,   w i l l   i m p r o v e   t h e   s t a c k   p o w e r .     H o w e v e r ,   t o o   l a r g e   v a l u e s   o f   t h e   o x y g e n   e x c e s s   r a t i o , 2 O l ,   w i l l   d e c r e a s e   t h e   n e t   p o w e r   d u e   t o   e x t r e m e   p o w e r   c o n s u m e d   b y   t h e   c o m p r e s s o r .       I n   t h i s   p a p e r ,   w e   a n a l y z e d   t h e   n e t   p o w e r   o u t p u t   o f   t h e   F C S   w h e n   a   c o n s t a n t   o x y g e n   e x c e s s   r a t i o , 2 2 = O l   i s   u s e d   a n d   w h e n   o p t i m a l   o x y g e n   e x c e s s   r a t i o , 2 O l   a r e   u s e d .     T h e r e f o r e   a   s t e a d y   s t a t e   a n a l y s i s   o f   o p t i m a l   e x c e s s   r a t i o   i s   p e r f o r m e d   b o t h   i n   s i m u l a t i o n   a n d   i n   e x p e r i m e n t a l   a t   t h e   o p e r a t i n g   c o n d i t i o n s   o f   t h e   s t a c k   t e m p e r a t u r e .     T h e   a n a l y s i s   i s   p e r f o r m e d   b y   d e f i n i n g   a   c e r t a i n   c o n s t a n t   s t a c k   c u r r e n t , s t I ,   t h e n   t h e   c o n t r o l   i n p u t   v o l t a g e , c m v ,   i s   i n c r e a s e d   i n   a   r a m p .     T h i s   p r o c e d u r e   i s   r e p e a t e d   f o r   s e v e r a l   o t h e r   c o n s t a n t   s t a c k   c u r r e n t s .     A n   o p t i m a l   v a l u e   o f   2 O l   i s   d e t e r m i n e d   i n   e a c h   p o i n t   o f   o p e r a t i o n   ( s t a c k   c u r r e n t )   a n d   t h e   r e s u l t s   a r e   s h o w n   i n   F i g u r e   5 .     2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 2 0 0 0 3 0 0 0 4 0 0 0 5 0 0 0 6 0 0 0 7 0 0 0 8 0 0 0 9 0 0 0 N e t P o w e r   P r o f i l e   o f   N e d S t a c k   F C S O x y g e n   E x c e s s   R a t i o   [ L a m d a   O 2 ] N e t P o w e r   [ W ]     6 0   A 7 0   A 8 0   A 9 0   A 1 0 0   A 1 1 0   A 1 2 0   A 1 3 0   A 1 4 0   A 1 5 0   A 1 6 0   A 1 7 0   A 1 8 0   A 1 9 0   A 2 0 0   A * * * * * * * * * * * * * * *     F i g u r e   5 .   N e t   p o w e r   F C S   a s   a   f u n c t i o n   o f   t h e   o x y g e n   e x c e s s   r a t i o   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                        I S S N :   1 6 9 3 - 6 9 3 0   T E L K O M N I K A     V o l .   9 ,   N o .   2 ,     A u g u s t   2 0 1 1   :     3 0 3     3 1 0   3 0 8 T h e   r e l a t i o n s h i p s   b e t w e e n   s t a c k   c u r r e n t , s t I ,   a n d   t h e   c o r r e s p o n d i n g   c o n t r o l   i n p u t   v o l t a g e ,   c m v ,   t h a t   g i v e s   a n   o p t i m a l   o x y g e n   e x c e s s   r a t i o   i s   a p p r o x i m a t e d   u s i n g   l e a s t   s q u a r e   e s t i m a t i o n .   T h e n ,   t h e   p a r a m e t e r s   o b t a i n e d   a r e   i m p l e m e n t e d   i n   a   f e e d f o r w a r d   c o n t r o l   o f   t h e   F C S   m o d e l ,   F i g u r e   3 ,   a n d   t h e   r e s u l t s   a r e   s h o w n   i n   F i g u r e   6 .   0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 6 0 7 0 8 0 9 0 S t a c k   C u r r e n t   [ A ] 0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 2 5 0 0 3 0 0 0 3 5 0 0 4 0 0 0 4 5 0 0   N e t t   P o w e r     [ W ]     0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 0 2 4 6   O x y g e n   E x c e s s   R a t i o       C o n s t a n t   O 2 O p t i m a l   O 2 C o n s t a n t   O 2 O p t i m a l   O 2       S i m u l a t i o n   s h o w e d   t h a t   a p p l i c a t i o n   o f   o p t i m a l   o x y g e n   e x c e s s   r a t i o   c o n t r o l   i m p r o v e s   t h e   n e t   p o w e r   o f   t h e   f u e l   c e l l   s t a c k   s y s t e m   a t   a r o u n d   3 . 3 % .       3 .     E x p e r i m e n t   o f   t h e   S t e a d y   S t a t e   A n a l y s i s     L a b v i e w   p r o g r a m   i s   b u i l t   t o   i n v e s t i g a t e   t h e   b e h a v i o r   o f   t h e   F C S   s y s t e m   e s p e c i a l l y   t h e   s t e a d y   s t a t e   a n a l y s i s   o f   o p t i m a l   e x c e s s   r a t i o   f o r   s o m e   p o i n t s   o f   o p e r a t i o n   o f   t h e   s t a c k   c u r r e n t .     I n   t h i s   e x p e r i m e n t ,   w e   o n l y   i n v e s t i g a t e   t h e   o p t i m a l   e x c e s s   r a t i o   f o r   s t a c k   c u r r e n t s   o f   6 0   A ,   7 0   A ,   8 0   A   a n d   9 0   A   d u e   t o   a   h i g h   t e m p e r a t u r e   p r o b l e m   i n   t h e   c o m p r e s s o r   w h e n   w o r k i n g   a t   h i g h   s t a c k   c u r r e n t s   a n d   h i g h   o x y g e n   e x c e s s   r a t i o s .     T o   r e a l i z e   t h i s   e x p e r i m e n t ,   s o m e   p r o c e s s   v a r i a b l e s   s u c h   a s   s t a c k   c u r r e n t ,   s t a c k   v o l t a g e ,   p r e s s u r e   c a t h o d e   i n p u t ,   a i r   m a s s ,   c o m p r e s s o r   c u r r e n t   a n d   s t a c k   t e m p e r a t u r e   a r e   c o l l e c t e d .     T h e   v a r e i a b l e s   a r e   u s e d   t o   c a l c u l a t e   t h e   o x y g e n   e x c e s s   r a t i o   a n d   t h e   n e t   p o w e r   o f   t h e   F C S   s y s t e m .     T h e   e x p e r i m e n t   i s   p e r f o r m e d   b y   d r a w n   a   c e r t a i n   s t a c k   c u r r e n t ,   s t I ,   t h e n   t h e   i n p u t   v o l t a g e ,   c m v ,   i s   i n c r e a s e d   i n   a   r a m p   a n d   t h e   r e s u l t i n g   n e t p o w e r   a n d   o x y g e n   e x c e s s   r a t i o   f r o m   L a b V i e w   m a n i p u l a t i o n   a r e   r e c o r d e d .     T h e   p r o c e d u r e   i s   r e p e a t e d   f o r   s e v e r a l   o t h e r   c o n s t a n t   s t a c k   c u r r e n t s   T h e   m e a s u r e d   n e t   p o w e r s   p r o f i l e   i s   s h o w n   i n   F i g u r e   7   a s   a   f u n c t i o n   o f   t h e   o x y g e n   e x c e s s   r a t i o .   I t   c a n   b e   s e e n   t h a t   t h e   o p t i m u m   v a l u e   o f   t h e   o x y g e n   e x c e s s   r a t i o , 2 O l ,   i s   v a r y i n g   i n   r a n g e   b e t w e e n   2 . 5   a n d   4 .     A   f u n c t i o n   t h a t   s h o w s   t h e   r e l a t i o n s h i p   b e t w e e n   t h e   s t a c k   c u r r e n t   a n d   t h e   v o l t a g e   i n p u t   t o   t h e   c o m p r e s s o r   c a n   b e   f o u n d   b y   u s i n g   l e a s t   s q u a r e   e s t i m a t i o n .         F i g u r e   6 .   S i m u l a t i o n   r e s u l t s :   C o n s t a n t   a n d   o p t i m a l   o x y g e n   e x c e s s   r a t i o   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L K O M N I K A     I S S N :   1 6 9 3 - 6 9 3 0       E f f i c i e n c y   o f   P o l y m e r   E l e c t r o l y t e   M e m b r a n e   F u e l   C e l l   S t a c k   ( A g u n g   P r a y i t n o )   3 0 9   1 . 5 2 2 . 5 3 3 . 5 4 4 . 5 5 2 8 0 0 3 0 0 0 3 2 0 0 3 4 0 0 3 6 0 0 3 8 0 0 4 0 0 0 4 2 0 0 4 4 0 0 N e t   P o w e r   P r o f i l e   - [ E x p e r i m e n t s ] O x y g e n   E x c e s s   R a t i o N e t   P o w e r   [ W ]     6 0   A 7 0   A 8 0   A 9 0   A   F i g u r e   7 .   E x p e r i m e n t a l   r e s u l t   o f   n e t   p o w e r   p r o f i l e   a s   a   f u n c t i o n   o f   t h e   o x y g e n   e x c e s s   r a t i o         4 .     C o n t r o l   I m p l e m e n t a t i o n   a n d   R e s u l t s   A s   s t a t e d   b e f o r e ,   t h e   f e e d f o r w a r d   c o n t r o l   s c h e m e   f o r   c o n s t a n t   a n d   o p t i m a l   o x y g e n   e x c e s s   r a t i o   a r e   a p p l i e d   i n   t h e   N e d S t a c k   P 8 . 0 - 6 4   P E M   f u e l   c e l l   s y s t e m .   T h e   s c h e m e   o f   c o n t r o l   a p p l i c a t i o n   i s   s h o w n   i n   F i g u r e   8 .         F i g u r e   8 .   S i m u l i n k   M o d e l   o f   F C S       T h e   f u e l   c e l l   s t a c k   c u r r e n t ,   s t I ,   i s   a s s u m e d   t o   b e   a   d i s t u r b a n c e   i n p u t .     A   f e e d f o r w a r d   c o n t r o l   b a s e d   o n   t h e   r e l a t i o n s h i p s   b e t w e e n   s t a c k   c u r r e n t , s t I ,   a n d   t h e   c o r r e s p o n d i n g   c o n t r o l   i n p u t   v o l t a g e ,   c m v ,   t h a t   g i v e s   a n   o p t i m a l   o x y g e n   e x c e s s   r a t i o   i s   a p p l i e d   b y   u s i n g   L a b V i e w .     F r o m   l e a s t   s q u a r e   e s t i m a t i o n ,   t h e   r e l a t i o n s h i p s   o f   t h e   d a t a   s t a c k   c u r r e n t s ,   s t I ,   a n d   t h e   c o r r e s p o n d i n g   c o n t r o l   i n p u t   v o l t a g e ,   c m v ,   f o r   c o n s t a n t   a n d   o p t i m a l   o x y g e n   e x c e s s   r a t i o   c a n   b e   e x p r e s s e d   i n   E q u a t i o n   5   a n d   6   r e s p e c t i v e l y .     0 6 . 0 5 . 3 + = s t c m I v   ( 5 )     0 3 . 0 9 9 . 3 + = s t c m I v     ( 6 )     T h e   r e s u l t s   o f   b o t h   o x y g e n   e x c e s s   r a t i o   s c h e m e s   a r e   s h o w n   i n   F i g u r e   9 .   I t   c a n   b e   s e e n   t h a t   t h e   o p t i m a l   o x y g e n   e x c e s s   r a t i o   i m p r o v e s   t h e   p e r f o r m a n c e   o f   t h e   f u e l   c e l l   s t a c k   s y s t e m   b y   i n c r e a s i n g   t h e   n e t   p o w e r   o u t p u t   o f   t h e   f u e l   c e l l   a t   a r o u n d   0 . 9 % .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                        I S S N :   1 6 9 3 - 6 9 3 0   T E L K O M N I K A     V o l .   9 ,   N o .   2 ,     A u g u s t   2 0 1 1   :     3 0 3     3 1 0   3 1 0 0 5 0 1 0 0 1 5 0 5 0 6 0 7 0 8 0 9 0 I s t   [ A ]     0 5 0 1 0 0 1 5 0 2 0 0 0 3 0 0 0 4 0 0 0 5 0 0 0 6 0 0 0 N e t   P o w e r   [ W ]     0 5 0 1 0 0 1 5 0 1 2 3 4 O 2   E x c e s s   R a t i o     C o n s t a n t   O 2 O p t i m a l   O 2 C o n s t a n t   O 2 O p t i m a l   O 2                                             F i g u r e   9 .   I m p l e m e n t a t i o n   r e s u l t s :   c o n s t a n t   a n d   o p t i m a l   o x y g e n   e x c e s s   r a t i o       5 .     C o n c l u s i o n   A   f e e d f o r w a r d   c o n t r o l l e r   s c h e m e   i s   s u c c e s s f u l l y   a p p l i e d   i n   s i m u l a t i o n   a n d   i m p l e m e n t e d   i n   t h e   N e d S t a c k   P 8 . 0 - 6 4   P E M   f u e l   c e l l   s t a c k   s y s t e m   t o   r e g u l a t e   t h e   o p t i m a l   o x y g e n   e x c e s s   r a t i o .     S i m u l a t i o n   r e s u l t s   s h o w   t h a t   t h e   c o n t r o l   o f   t h e   o p t i m a l   o x y g e n   e x c e s s   r a t i o   i m p r o v e s   t h e   p e r f o r m a n c e   o f   t h e   f u e l   c e l l   s t a c k   s y s t e m   a n d   e n h a n c e s   i t s   n e t   p o w e r   o u t p u t   a r o u n d   3 . 3 % .     W h i l e   i n   t h e   i m p l e m e n t a t i o n   r e s u l t s   t h e   n e t   p o w e r   o u t p u t   i s   i n c r e a s e   a r o u n d   0 . 9 % .   T h i s   c o n t r o l l e r   s c h e m e   i s   e a s y   a n d   p r a c t i c a l   f o r   i m p l e m e n t a t i o n .         R e f e r e n c e s   [ 1 ]   Pu k r u s h p a n   J T ,   Pe n g   H ,   St e f a n o p o u l o u   AG .   C o n t r o l - O r i e n t e d   M o d e l i n g   a n d   An a l y s i s   f o r   Au t o m o t i v e   F u e l   C e l l   Sy s t e m s .   ASM J o u r n a l   o f   D y n a m i c   S y s t e m s .   2 0 0 4 ;   1 2 6 :   1 4 - 2 5 .   [ 2 ]   Pu k r u s h p a n   J T ,   St e f a n o p o u l o u   AG ,   Pe n g   H .   C o n t r o l   o f   F u e l   C e l l   Br e a t h i n g .   I EEE  C o n t r o l   Sy s t e m   M a g a z i n e s .   2 0 0 4 ;   2 4 :   3 0 - 4 6 .   [ 3 ]   Pu k r u s h p a n   J T ,   St e f a n o p o u l o u   AG ,   Pe n g   H .   M o d e l i n g   a n d   C o n t r o l   o f   PEM   F u e l   C e l l   St a c k   Sy s t e m .     Pr o c e e d i n g s   o f   t h e   2 0 0 2   Am e r i c a n   C o n t r o l   C o n f e r e n c e .   A n c h o r a g e .   2 0 0 2 ;   4 : 3 1 1 7   -   3 1 2 2   [ 4 ]   Pu k r u s h p a n   J T ,   St e f a n o p o u l o u   AG ,   Pe n g   H .   C o n t r o l   o f   F u e l   C e l l   Po w e r   Sy s t e m s :   Pr i n c i p l e s ,   M o d e l i n g ,   An a l y s i s ,   a n d   F e e d b a c k   D e s i g n .   L o n d o n ,   Sp r i n g e r - Ve r l a g .   2 0 0 4 .   [ 5 ]   R a m o s - P a j a   C A ,   Bo r d o n s   C ,   R o m e r o   A,   G i r a l   R ,   Sa l a m e r o   L M .   M i n i m u m   F u e l   C o n s u m p t i o n   St r a t e g y   f o r   PEM   F u e l   C e l l s .   I EEE  T r a n s a c t i o n   o n   I n d u s t r i a l   El e c t r o n i c s .   2 0 0 9 ;   5 6 : 6 8 5 - 6 9 6 .   [ 6 ]   Bo s m a   H ,   Ke m k e r s   E,   T a z e l a a r   E.   M a n u a l   M i n o r   Pr o j e c t   Pr o c e s s   I n d u s t r y   PEM   F u e l   c e l l   H y b r i d   Pr o p u l s i o n   Sy s t e m .   Ar n h e m - N e t h e r l a n d s ,   H AN   U n i v e r s i t y   o f   Ap p l i e d   Sc i e n c e s . 2 0 1 0 .   [ 7 ]   C h a n g   Y A ,   M o u r a   SJ .   Ai r - F l o w   C o n t r o l   i n   F u e l   C e l l   Sy s t e m s :   An   Ex t r e m u m   Se e k i n g   Ap p r o a c h .     Pr o c e e d i n g s   o f   t h e   2 0 0 9   Am e r i c a n   C o n t r o l   C o n f e r e n c e .   S t .   L o u i s   M O .   2 0 0 9   [ 8 ]   G o u   B,   N a   W K ,   D i o n g   B.   F u e l   C e l l s :   M o d e l i n g ,   C o n t r o l   a n d   Ap p l i c a t i o n s .   Bo c a   R a t o n   L o n d o n   N e w   Y o r k ,   C R C   Pr e s s .   2 0 0 9 .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.