電堆
- 氫燃料電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)仿真分析
系統(tǒng)仿真模型，以電堆和中冷器的產(chǎn)熱為輸入條件，電堆的入口溫度和進(jìn)出口溫差為評(píng)價(jià)指標(biāo)。首先對(duì)額定工況點(diǎn)進(jìn)行仿真計(jì)算，得到在額定工況下的電堆入口溫度為72.8 ℃，出口溫度為79.1 ℃，溫差為6.3 ℃，水泵、散熱器等部件能夠滿足散熱需求。然后進(jìn)行全功率仿真分析，得到水泵、風(fēng)扇、節(jié)溫器能夠很好的響應(yīng)溫度的變化，并且隨著產(chǎn)熱的增加，使得電堆的入口溫度維持在75 ℃以內(nèi)，溫差維持在8 ℃以內(nèi)，滿足電堆的溫控要求。燃料電池系統(tǒng)；熱管理；AMESim軟件；仿真分析；
汽車實(shí)用技術(shù) 2023年20期2023-11-08
- 甲烷水蒸氣重整與微管固體氧化物燃料電池電堆耦合性研究
需貴金屬催化劑，電堆余熱價(jià)值高，發(fā)電效率高等優(yōu)點(diǎn)，非常適用于熱電聯(lián)產(chǎn)、主（備）電站、分布式發(fā)電等應(yīng)用場(chǎng)景。目前研制開發(fā)的SOFC 結(jié)構(gòu)主要有平板式和管式兩種，其中管式SOFC 具有易密封、性能穩(wěn)定等突出優(yōu)點(diǎn)，受到研究機(jī)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)界的青睞[1-2]。SOFC 可用氣體碳?xì)淙剂希ㄌ烊粴?、丙烷等）作為其發(fā)電燃料，通過將氣體碳?xì)淙剂现卣珊铣蓺?，通入SOFC 電堆發(fā)電。目前碳?xì)淙剂现卣cSOFC 電堆耦合的方式主要分為內(nèi)重整和外重整兩種。內(nèi)重整是將催化重整集于SOF
浙江化工 2023年9期2023-10-12
- 氣體擴(kuò)散層分層設(shè)計(jì)對(duì)PEMFC電堆性能影響研究
系統(tǒng)模型，分析了電堆出水溫度在不同工況下的影響因素，為整車開發(fā)過程燃料電池電堆熱管理改善提供了參考。Zhang 等［2］提出了一種全尺寸三維的風(fēng)冷電堆模型，研究發(fā)現(xiàn)增加冷卻氣流流量可以改善溫度和反應(yīng)物分布的均勻性。Zhang 等［3］討論了氣體擴(kuò)散層孔隙率從0.2 增大到0.6 時(shí)對(duì)氧氣不均勻性和電流密度的影響。Zhang 等［4］建立了大尺寸的帶有金屬極板的6 層短電堆模型，研究了電堆內(nèi)部反應(yīng)物和溫度的均勻性。Chen等［5］建立了預(yù)測(cè)電堆壽命的退化模型
汽車工程 2023年9期2023-10-12
- 空冷型質(zhì)子交換膜燃料電池陰極供氣模式研究
]。研究人員針對(duì)電堆陰極風(fēng)機(jī)系統(tǒng)開展了一系列研究。朱星光等[5]通過實(shí)驗(yàn)測(cè)量了“吹氣”和“吸氣”供氣模式下電堆出口的速度分布規(guī)律,得出風(fēng)機(jī)在吸氣模式下氣體分布更加均勻,電堆展現(xiàn)出了較好的溫度分布均勻性,這將有利于燃料電池內(nèi)部的化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生和電池長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行,肖燕等[7]對(duì)供氣模式進(jìn)行了進(jìn)一步研究,研究表明采用“吹氣”和“吸氣”的耦合的工作模式可降低電堆陰極流道進(jìn)出口溫度梯度,從而改善電池的輸出性能。Song等[7]提出在低功率范圍內(nèi),空冷型PEMFC存在
- 車用燃料電池技術(shù)分析
氫氣供應(yīng)系統(tǒng)??電堆中圖分類號(hào)：TP393????文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：AAnalysis?of?Fuel?Cell?Technology?for?VehiclesJIANG?Daqian（North?China?Electric?Power?University，?Beijing，?100096?China）Abstract：?In?recent?years，?with?the?continuous?research?and?development?of?scie
科技資訊 2023年9期2023-06-09
- 質(zhì)子交換膜燃料電池電堆封裝設(shè)計(jì)綜述*
點(diǎn)。PEMFC 電堆通常是將幾十甚至上百片電池單體封裝在一起，以滿足整車行駛的功率要求。電堆的封裝設(shè)計(jì)通常會(huì)受到溫度交變、振動(dòng)沖擊和電化學(xué)反應(yīng)的諸多因素影響，其在電堆性能、可靠性、裝配效率及成本方面的優(yōu)化發(fā)揮著重要作用。本文主要依據(jù)國(guó)內(nèi)外領(lǐng)先機(jī)構(gòu)和主機(jī)廠在PEM?FC電堆封裝領(lǐng)域的研究成果，綜述了電堆封裝的設(shè)計(jì)目標(biāo)、電堆等效剛度力學(xué)模型、電堆封裝力計(jì)算方法以及電堆封裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，并對(duì)PEMFC 電堆封裝技術(shù)進(jìn)行了總結(jié)和展望。1 電堆封裝設(shè)計(jì)要求PEMFC
汽車文摘 2023年4期2023-04-11
- 基于交流阻抗技術(shù)的燃料電池狀態(tài)分析
廣階段。燃料電池電堆的輸出性能與其內(nèi)部的狀態(tài)息息相關(guān)，通過水熱管理策略的調(diào)整，可以使其內(nèi)部處于一種較理想的反應(yīng)環(huán)境。在車用發(fā)動(dòng)機(jī)使用環(huán)境下，可在線監(jiān)測(cè)電堆內(nèi)部狀態(tài)的手段目前主要以單片電壓、總電壓和總電流為主，但這些參數(shù)信息并不能完整準(zhǔn)確反饋電堆內(nèi)部的狀態(tài)。通過使用電化學(xué)阻抗譜法(EIS 法)，對(duì)電堆內(nèi)部各頻率點(diǎn)的交流阻抗進(jìn)行測(cè)量可以準(zhǔn)確得到電堆電極上的反應(yīng)信息。然而使用該方法想獲得完整電化學(xué)阻抗譜，測(cè)試時(shí)間較長(zhǎng)，阻抗參數(shù)擬合過程繁瑣，并不適合在線實(shí)時(shí)測(cè)試。
電源技術(shù) 2022年12期2023-01-07
- 熱再生氨基液流電池電堆模型建立及性能分析
再生氨基液流電池電堆模型建立及性能分析舒歌群，楊?爽，王偉光，霍東興，田?華(天津大學(xué)內(nèi)燃機(jī)燃燒學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津 300072）熱再生氨基液流電池；電堆；傳輸延時(shí)；系統(tǒng)設(shè)計(jì)；運(yùn)行條件在能源危機(jī)持續(xù)蔓延的今天，包括電廠、石油化工、交通運(yùn)輸?shù)仍趦?nèi)的許多領(lǐng)域每天都會(huì)消耗大量的能量，而在這個(gè)過程中，只有少部分能量被利用，其余絕大部分能量都被損失掉，而在損失的這部分能量當(dāng)中，又有很大一部分是低溫余熱能(溫度＜130℃)[1-4]．許多研究人員探索了大量回收低品
天津大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)與工程技術(shù)版) 2022年12期2022-10-31
- 高溫質(zhì)子交換膜燃料電池電堆穩(wěn)定性分析與優(yōu)化
T-PEMFC 電堆的耐久性分析提供了詳細(xì)的數(shù)據(jù)。Kim等利用甲基酚醛樹脂和連續(xù)碳纖維開發(fā)了一種復(fù)合雙極板，有助于提升HT-PEMFC 的性能與壽命。Taccani 等實(shí)驗(yàn)研究了3 種幾何形狀的流道對(duì)HT-PEMFC 單電池性能的影響，結(jié)果表明，蛇形流道的單電池性能與壽命更優(yōu)異。在操作條件對(duì)壽命的影響方面，Sobi等分別研究了在不同電流密度和操作溫度下水蒸氣和甲醇含量對(duì)HT-PEMFC 性能衰減速率的影響，確定了HT-PEMFC 與重整甲醇耦合的最佳電流密
化工進(jìn)展 2022年10期2022-10-30
- 70 kW燃料電池?zé)犭娐?lián)產(chǎn)系統(tǒng)水熱管理研究
些熱量，不僅會(huì)對(duì)電堆性能造成傷害，還會(huì)造成嚴(yán)重的能量浪費(fèi)[5]?；赑EMFC搭建熱電聯(lián)產(chǎn)（combined heat and power, CHP）系統(tǒng)，可以保證燃料電池的輸出長(zhǎng)時(shí)間保持在較高水平，且在延長(zhǎng)電堆的壽命的同時(shí)，回收大量熱能，提升能源利用率[6]。當(dāng)前，質(zhì)子交換膜燃料電池及其熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的研究越來越受到關(guān)注，對(duì)燃料電池進(jìn)行建模仿真分析，是為了對(duì)其性能進(jìn)行預(yù)測(cè)研究。文獻(xiàn)[7-8]根據(jù)質(zhì)子交換膜燃料電池穩(wěn)態(tài)狀態(tài)下的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，建立了一套完整的燃料電
智能電網(wǎng) 2022年5期2022-10-08
- 多堆燃料電池系統(tǒng)溫度模型預(yù)測(cè)控制
單個(gè)PEMFC 電堆分成多個(gè)模塊，提高了系統(tǒng)的容錯(cuò)率。Marx 等［6］對(duì)MFCS結(jié)構(gòu)的研究結(jié)果表明，MFCS 的輸出性能和壽命等與MFCS 結(jié)構(gòu)具有一定的關(guān)聯(lián)。Long 等［7］研究發(fā)現(xiàn)，MFCS 并聯(lián)結(jié)構(gòu)有利于溫度控制。戴麗君［8］和馬天才等［9］針對(duì)MFCS熱管理問題設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的管理方案以及零部件應(yīng)用方案。不論是單堆PEMFC系統(tǒng)還是MFCS，其涉及的電化學(xué)反應(yīng)區(qū)域都需要具備合適的溫度條件［10-11］，這對(duì)燃料電池的催化劑活性、質(zhì)子交換膜含水量、電
- 面向調(diào)頻應(yīng)用的扁管式可逆固體氧化物電堆控制特性分析
而，單電池集成為電堆后，多電池、多流道、多空間等特性的介入，將會(huì)使電池、電堆之間的電化學(xué)、傳質(zhì)的特性出現(xiàn)顯著差異，對(duì)應(yīng)單電池的研究無法為真實(shí)電堆在調(diào)頻場(chǎng)景下的控制應(yīng)用提供有效支撐，需針對(duì)電堆層級(jí)進(jìn)一步測(cè)試驗(yàn)證其調(diào)頻應(yīng)用的可行性。同時(shí)，電堆以及周邊環(huán)境（熱箱）熱容的增加，將進(jìn)一步擴(kuò)大單電池與電堆之間熱動(dòng)態(tài)管控的差異，需要研究人員進(jìn)一步開展溫度閉環(huán)下的動(dòng)態(tài)分析研究。靈活性基礎(chǔ)上，長(zhǎng)期運(yùn)行可靠性、長(zhǎng)壽命是RSOC輔助電力調(diào)頻商業(yè)化不可忽略的影響因素，與電堆的材料
智能電網(wǎng) 2022年5期2022-10-08
- 考慮燃料電池老化的多堆自適應(yīng)功率分配方法
料電池（后文簡(jiǎn)稱電堆）老化問題.大部分關(guān)于MFCS的研究都是基于電堆的性能不發(fā)生退化且均為同種類型的假設(shè)下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的，但實(shí)際上電堆會(huì)在長(zhǎng)期運(yùn)行環(huán)境中受到如操作環(huán)境、負(fù)載、電堆運(yùn)行參數(shù)等因素的影響造成電堆催化劑活性面積減小、膜電極阻抗增大等[11].因此，采用有效的控制策略抑制老化加重，保證多堆燃料電池盡可能長(zhǎng)久運(yùn)行是亟須解決的問題.為了更真實(shí)地反映電堆運(yùn)行性能的變化，研究中應(yīng)該考慮電堆老化模型，并且借助老化模型實(shí)時(shí)監(jiān)控電堆運(yùn)行過程中的老化速率[12].
西南交通大學(xué)學(xué)報(bào) 2022年4期2022-08-25
- PEMFC電堆水管理技術(shù)的阻抗譜分析
宜的PEMFC 電堆等效電路，將電堆阻抗圖譜分為歐姆、傳荷和傳質(zhì)部分來解析各個(gè)部分對(duì)阻抗圖譜的影響?？紤]到進(jìn)氣的相對(duì)濕度在不同工作電流時(shí)對(duì)水狀況的影響存在差異，在不同相對(duì)濕度下分別加載工作電流進(jìn)行了EIS 監(jiān)測(cè)，以研究進(jìn)氣的相對(duì)濕度和工作電流與電化學(xué)行為的關(guān)系，提取電堆出現(xiàn)膜干和水淹故障的電化學(xué)阻抗特征。1 實(shí)驗(yàn)裝置與參數(shù)測(cè)試實(shí)驗(yàn)臺(tái)為群翌PEMFC 測(cè)試臺(tái)，該實(shí)驗(yàn)臺(tái)可實(shí)現(xiàn)對(duì)PEMFC 電堆進(jìn)氣的相對(duì)濕度(以下簡(jiǎn)稱相對(duì)濕度)、進(jìn)氣速度和電堆工作溫度的控制。實(shí)
電源技術(shù) 2022年8期2022-08-23
- 某燃料電池汽車熱平衡測(cè)試研究
子交換膜燃料電池電堆（以下簡(jiǎn)稱電堆）是在一定溫度、濕度與壓力的條件下，將氧氣與氫氣在催化劑的作用下產(chǎn)生電能的系統(tǒng)。2 燃料電池電堆熱管理簡(jiǎn)介電堆系統(tǒng)是燃料電池汽車動(dòng)力系統(tǒng)的心臟，主要由空氣系統(tǒng)、氫氣系統(tǒng)、水熱管理系統(tǒng)以及控制系統(tǒng)等構(gòu)成。其中水熱管理系統(tǒng)包括水泵、電池三通閥、電加熱器、散熱器總成、去離子器等裝置構(gòu)成。燃料電池中熱量來自4 個(gè)方面:①電池的不可逆性而產(chǎn)生的化學(xué)反應(yīng)熱;②歐姆極化而產(chǎn)生的焦耳熱;③加濕氣體帶入的熱量;④吸收環(huán)境輻射熱量。電堆內(nèi)部工
時(shí)代汽車 2022年14期2022-07-06
- 基于計(jì)算流體力學(xué)的大型質(zhì)子交換膜燃料電池電堆歧管尺寸優(yōu)化分析*
交換膜燃料電池 電堆 歧管尺寸 計(jì)算流體力學(xué) 多孔介質(zhì)1 前言利用計(jì)算流體力學(xué)（Computational Fluid Dynamics，CFD）技術(shù)進(jìn)行質(zhì)子交換膜燃料電池（Proton Exchange Membrane Fuel Cell，PEMFC）電堆模擬可大幅節(jié)約設(shè)計(jì)時(shí)間和成本。2006 年，Liu 等成功模擬了一個(gè)由6 片PEMFC 單電池組成的微型電堆。李昂等基于CFD 技術(shù)建立了包含30 片單電池且多物理場(chǎng)耦合的電堆模型，研究了穩(wěn)態(tài)工況下電
汽車技術(shù) 2022年6期2022-06-24
- 氫燃料電池堆封裝研究現(xiàn)狀
大問題。 優(yōu)異的電堆裝配方案可以降低燃料電池成本， 提高電池壽命和發(fā)電性能。本文結(jié)合機(jī)械、 電化學(xué)、 流體力學(xué)、 動(dòng)力學(xué)等知識(shí)， 介紹燃料電池電堆工作原理和電堆結(jié)構(gòu)組成； 分析氫燃料電池堆封裝的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀， 討論封裝過程中的電堆性能變化，進(jìn)而對(duì)電堆封裝面臨的問題進(jìn)行解析， 并提出相應(yīng)對(duì)策。1 燃料電池電堆組成及其工作原理質(zhì)子交換膜燃料電池作為第5代燃料電池， 其由單電池 （Cell）、 端板 （EP）、 絕緣板 （IP）、 集電板 （CP） 和密封墊圈
汽車電器 2022年3期2022-03-24
- 氫燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)熱管理系統(tǒng)的控制方案研究
過程中其核心部件電堆會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，通常是傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車的兩倍，而考慮到電堆的性能以及壽命，需要使電堆溫度保持在合適的范圍(75～90 ℃)，因此對(duì)其熱管理系統(tǒng)提出了更高的要求。氫燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)熱管理系統(tǒng)主要由水泵、散熱器、PTC加熱器、膨脹水箱、散熱風(fēng)扇和節(jié)溫器等部件構(gòu)成，通過各部件的協(xié)同工作控制氫燃料電池電堆進(jìn)出口的冷卻液溫度來維持電堆的運(yùn)行溫度。然而在啟動(dòng)、拉載、減載等復(fù)雜工況下，受水泵、散熱風(fēng)扇等零部件因素影響，系統(tǒng)對(duì)冷卻液溫度的控制有一定的滯后
車用發(fā)動(dòng)機(jī) 2022年1期2022-03-05
- 風(fēng)冷金屬雙極板燃料電池冷啟動(dòng)性能研究
，需要在啟動(dòng)前對(duì)電堆進(jìn)行預(yù)熱[3]，PEMFC 冷啟動(dòng)特性對(duì)提高電堆的性能和壽命起著關(guān)鍵作用。PEMFC 冰點(diǎn)以下啟動(dòng)主要有停機(jī)除水與啟動(dòng)加熱兩個(gè)過程[4]，關(guān)于PEMFC 冷啟動(dòng)前人做了大量相關(guān)研究。K. Jiao 等[5]發(fā)現(xiàn)燃料電池在-3 ℃條件下可通過調(diào)整電流密度自啟動(dòng)成功。鄧鵬等[6]通過三維非穩(wěn)態(tài)仿真模擬熱空氣將電堆從- 20 ℃升溫至冰點(diǎn)以上。Hosseinzadeh 等[7]通過水熱管理實(shí)現(xiàn)質(zhì)子交換膜燃料電池叉車-25 ℃冷啟動(dòng)。Luo 等
電源技術(shù) 2021年12期2022-01-07
- 變載速率對(duì)PEMFC電堆動(dòng)態(tài)響應(yīng)的影響
動(dòng)及變載,均會(huì)對(duì)電堆的性能和壽命產(chǎn)生影響[6],在適當(dāng)?shù)碾妷悍秶鷥?nèi)恒流運(yùn)行,對(duì)燃料電池的壽命最為有利[5]。在變載過程中,電堆流道的氣體供應(yīng)和反應(yīng)生成水的排出,會(huì)對(duì)電堆的內(nèi)部催化劑層及擴(kuò)散層產(chǎn)生影響,在性能上表現(xiàn)為電堆輸出電壓出現(xiàn)波動(dòng)[7],電壓不能及時(shí)響應(yīng),電堆內(nèi)部單體電壓一致性變差。本文作者針對(duì)50 kW質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)電堆,進(jìn)行不同速率的動(dòng)態(tài)加載和卸載實(shí)驗(yàn),對(duì)輸出電壓響應(yīng)時(shí)間及單體一致性進(jìn)行分析,以期為燃料電池系統(tǒng)集成控制中加載速率的
電池 2021年6期2022-01-07
- 質(zhì)子交換膜燃料電池電堆操作條件的評(píng)估
方法。PEMFC電堆裝配完成后，經(jīng)過活化，進(jìn)行極化測(cè)試、敏感性測(cè)試和穩(wěn)定性測(cè)試，從而評(píng)估電堆的性能。該體系可以對(duì)燃料電池堆的設(shè)計(jì)及工藝進(jìn)行評(píng)估，還可以評(píng)估不同供應(yīng)商的膜電極(MEA)、雙極板及流場(chǎng)設(shè)計(jì)及工藝，可以系統(tǒng)性地分析特點(diǎn)。1 實(shí)驗(yàn)1.1 膜電極組件(MEA)的制作將5%Nafion溶液(美國(guó)產(chǎn))、20%Pt/XC-72R催化劑(英國(guó)產(chǎn)，Pt用量0.5 mg/cm2)以及一定量的異丙醇溶劑(上海產(chǎn)，99.9%)混合，在超聲波條件下震蕩30 min，制
電池 2021年4期2021-09-03
- 5kW級(jí)質(zhì)子交換膜燃料電池電堆的制備及實(shí)驗(yàn)研究
子交換膜燃料電池電堆是燃料電池系統(tǒng)的核心部件，是燃料電池的電能來源，其價(jià)格占據(jù)燃料電池系統(tǒng)成本的50%，未來行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)必然傾向于本土電堆。目前，按照系統(tǒng)的用途來分，電堆的功率通常有以下幾種：①100W以下的電堆用于便攜電源[1]；②1kW至10kW的電堆用于民用發(fā)電系統(tǒng)[2-6]；③幾十千瓦至上百千瓦的電堆用于汽車動(dòng)力[7]；④幾百千瓦的電堆用于發(fā)電站[8]。質(zhì)子交換膜燃料電池電堆，由膜電極和雙極板的重復(fù)單元、兩側(cè)的流場(chǎng)單極板、兩側(cè)的集電板和兩側(cè)的端板
新型工業(yè)化 2021年2期2021-08-09
- 絕熱條件下固體氧化物燃料電池的瞬態(tài)電化學(xué)特性
于緩解SOFC 電堆在負(fù)荷變動(dòng)時(shí)內(nèi)部溫度梯度大等問題。目前，針對(duì)SOFC 熱力學(xué)、電化學(xué)特性的研究主要集中在非絕熱條件下的穩(wěn)態(tài)熱力學(xué)及電化學(xué)特性，對(duì)絕熱環(huán)境下功率變化、電解與發(fā)電模式切換等瞬態(tài)過程的熱電耦合特性研究卻十分有限。為此，本文建立了SOFC 電堆動(dòng)態(tài)模型，針對(duì)SOFC 電堆在絕熱工況下的瞬態(tài)熱力學(xué)和電化學(xué)特性進(jìn)行研究，為SOFC 電堆在未來大規(guī)模應(yīng)用時(shí)電堆運(yùn)行熱管理和能量高效轉(zhuǎn)換利用提供參考。1 SOFC動(dòng)態(tài)模型1.1 模型假設(shè)SOFC單電池簡(jiǎn)化
綜合智慧能源 2021年7期2021-07-31
- 車用PEMFC電堆典型道路工況低溫起動(dòng)試驗(yàn)研究
組成PEMFC 電堆，因此有必要對(duì)車用PEMFC 電堆進(jìn)行低溫起動(dòng)試驗(yàn)研究。本文根據(jù)制定的典型道路工況對(duì)6 kW 燃料電池電堆進(jìn)行功率加載、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和動(dòng)態(tài)運(yùn)行數(shù)據(jù)采集，以此來研究在低溫環(huán)境下PEMFC 電堆的運(yùn)行特性。1 試驗(yàn)方案(1)試驗(yàn)設(shè)備額定功率為6 kW 的PEMFC 電堆1 臺(tái)，測(cè)量電堆溫度的溫度傳感器4 個(gè)，氫氣流量計(jì)1 個(gè)，測(cè)量空氣供給系統(tǒng)、氫氣供給系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)的壓力傳感器3 個(gè)，穩(wěn)壓電源3 臺(tái)，冰點(diǎn)為―35 ℃的防凍液10 L，防凍液軟管
電源技術(shù) 2021年6期2021-07-06
- 車用大功率燃料電池低溫冷啟動(dòng)分析
加先進(jìn)的燃料電池電堆及控制策略。1 擬開發(fā)車型參數(shù)設(shè)定根據(jù)實(shí)際情況及預(yù)研項(xiàng)目需求，擬開發(fā)車型目標(biāo)初步設(shè)定如表2所示。表2 整車技術(shù)參數(shù)文章擬選擇的120 kW燃料電池電堆，具體技術(shù)參數(shù)如表3所示。表3 某型號(hào)120 kW燃料電池技術(shù)參數(shù)2 冷啟動(dòng)熱平衡分析2.1 燃料電池冷啟動(dòng)分析假設(shè)PEM燃料電池一般由膜電極、金屬雙極板、集流板、絕緣板和端板等組件組成。整個(gè)電堆系統(tǒng)由120 kW電堆、空氣供給系統(tǒng)、氫氣供給系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、高/低壓系統(tǒng)等組成。建立的電堆及
汽車工程師 2021年5期2021-07-01
- 空冷型PEMFC電堆輸出特性研究
池(PEMFC)電堆可分為空氣冷卻和循環(huán)水冷卻兩種類型.空冷型電堆相比于水冷型電堆,工作溫度低,自身功耗小,配套集成系統(tǒng)中不需要加濕器、水泵、空壓機(jī)等輔助設(shè)備,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單且成本較低.因此,空冷型PEMFC在中小功率備用電源、分布式發(fā)電和便攜式電源等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用.研究表明,空冷型燃料電池的輸出性能受到空氣流量、電堆工作溫度、尾氣排放周期與時(shí)間等參數(shù)影響[1～7].然而空冷燃料電池的電堆工作溫度與空氣流量、尾氣排放周期是相互影響,相互耦合的.因此,要
- 基于模糊PID控制的家用燃料電池?zé)犭娐?lián)供系統(tǒng)建模與仿真
，在運(yùn)行時(shí)必須將電堆中產(chǎn)生的多余熱量帶出。因?yàn)闇囟冗^高會(huì)導(dǎo)致質(zhì)子交換膜脫水干裂[3]，影響電堆的使用壽命甚至?xí)l(fā)生危險(xiǎn)。因此，對(duì)電堆內(nèi)部溫度的控制和對(duì)電堆工作產(chǎn)生的余熱進(jìn)行回收利用，提高燃料電池的效率是我們追求的目標(biāo)。趙興強(qiáng)[4]、牛茁[5]建立了燃料電池電堆的數(shù)學(xué)模型和熱模型，并進(jìn)行了動(dòng)態(tài)仿真。黃鎮(zhèn)江等[6]開發(fā)并設(shè)計(jì)了一種質(zhì)子交換膜燃料電池?zé)犭娐?lián)供系統(tǒng)余熱回收裝置。李曉嫣等[7]、張穎穎等[8]建立了質(zhì)子交換膜燃料電池?zé)犭娐?lián)供系統(tǒng)模型，并進(jìn)行了動(dòng)態(tài)仿真
儲(chǔ)能科學(xué)與技術(shù) 2021年3期2021-05-26
- 基于甲烷水蒸氣重整的SOFC耦合系統(tǒng)性能研究
碳中毒現(xiàn)象，保證電堆反應(yīng)的穩(wěn)定性。天然氣重整制氫技術(shù)主要有水蒸氣重整(SR)、部分氧化重整(POR)和自熱重整(ATR)等。目前水蒸氣重整制氫技術(shù)應(yīng)用最為廣泛，部分氧化重整能耗低，但是產(chǎn)氫也相對(duì)較低。自熱重整需消耗部分甲烷參與燃燒，燃料利用率較低，產(chǎn)氫量較水蒸氣重整低。目前天然氣重整催化劑多采用鎳基催化劑，鎳基催化劑相對(duì)其他貴金屬催化劑來說[8]，具有制取工藝成熟，市場(chǎng)應(yīng)用廣泛及價(jià)格低等優(yōu)勢(shì)[7]，但鎳基催化劑抗積碳能力較弱[8]，對(duì)于燃料水碳比的控制精度
電源技術(shù) 2021年4期2021-05-04
- 車用燃料電池?zé)峁芾硇阅芊抡媾c試驗(yàn)研究*
［6-8］建立了電堆的動(dòng)態(tài)仿真模型，分析電堆啟動(dòng)、負(fù)載階躍變化和電堆停止時(shí)電堆電壓及溫度的動(dòng)態(tài)變化。上述文獻(xiàn)只對(duì)電堆本體的特性進(jìn)行研究，并未考慮電堆外部的熱管理部件，并且所建立的模型復(fù)雜度較高、計(jì)算效率相對(duì)較低，用于整車系統(tǒng)級(jí)的分析難度較大。對(duì)此，郭愛［9］建立了車用燃料電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)模型，研究了電堆電流、冷卻液流速、旁路閥開度等因素對(duì)電堆及散熱器入口與出口溫度差的影響。常國(guó)峰等［10-11］建立燃料電池汽車熱管理系統(tǒng)散熱器模型，使仿真誤差控制在10%以內(nèi)
汽車工程 2021年3期2021-04-14
- 2020 年上半年全國(guó)火電設(shè)備平均利用小時(shí)同比降低119 h
流電池儲(chǔ)能系統(tǒng)由電堆、電解質(zhì)溶液、管路系統(tǒng)等組成，其中電堆起到了至關(guān)重要的作用。相對(duì)于傳統(tǒng)全釩液流電池電堆，新一代電堆采用的可焊接多孔離子傳導(dǎo)膜可以提升離子選擇性，提高電解液的容量保持率。此外，多孔離子傳導(dǎo)膜的成本遠(yuǎn)低于商業(yè)化的全氟磺酸膜，從而可大幅度降低電堆成本。（王 波）
能源研究與信息 2020年3期2020-11-25
- 一種全功率燃料電池乘用車整車工況運(yùn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析
用車;工況試驗(yàn);電堆輸出功率;電堆溫度中圖分類號(hào)：U469.72 ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ?文章編號(hào)：1671-7988（2020）19-10-05Analysis of operating test data of a full-power fuel cell passenger car*Guo Wenwen， Zhou Feikun（ Guangzhou Automobile Group Co.， Ltd. Automotive Engineering Re
汽車實(shí)用技術(shù) 2020年19期2020-11-12
- 燃料電池電堆設(shè)計(jì)開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)
主題詞：燃料電池電堆 電堆設(shè)計(jì) 驗(yàn)證測(cè)試 開發(fā)流程縮略語MEA Membrane Electrode AssemblyGDE Gas Distribution ElectrodeCCM Catalyst Coated MembraneGDL Gas Diffusion LayerDOE Department Of Energy1 前言氫燃料電池具有轉(zhuǎn)換效率高、產(chǎn)物無污染、運(yùn)行噪音小等諸多優(yōu)勢(shì)。近幾年，世界主要國(guó)家如中國(guó)、美國(guó)、日本、韓國(guó)以及歐盟等紛紛修改完
汽車文摘 2020年10期2020-10-09
- 基于AMESim的燃料電池系統(tǒng)仿真與分析*
C系統(tǒng)中集成一個(gè)電堆是非常棘手的問題，PEMFC系統(tǒng)中包含電堆、冷卻輔助設(shè)備、空氣和氫氣供應(yīng)系統(tǒng)、電力轉(zhuǎn)換裝置和加濕裝置等大量部件，這些部件之間相互作用。同時(shí)燃料電池系統(tǒng)涉及電化學(xué)、電傳導(dǎo)、熱傳導(dǎo)和流體流動(dòng)等多種物理現(xiàn)象。文章研究的PEMFC系統(tǒng)主要包含氫氣系統(tǒng)、空氣系統(tǒng)和熱管理系統(tǒng)。電堆溫度、空氣和氫氣輸入量需保持在合適的范圍內(nèi)，才能保證PEMFC高效率工作。1.2 電堆模型分析PEMFC電堆模型較為復(fù)雜，包含多個(gè)輸入物理量和輸出物理量，通過構(gòu)建原理分析
汽車工程師 2020年3期2020-04-07
- 空間燃料電池電源子系統(tǒng)輸出性能的仿真與試驗(yàn)驗(yàn)證
因?yàn)椴僮鞑划?dāng)，對(duì)電堆中的質(zhì)子交換膜、催化劑等重要敏感器件帶來嚴(yán)重?fù)p傷，縮短燃料電池的使用壽命。因此，在進(jìn)行相關(guān)試驗(yàn)研究之前必須對(duì)其進(jìn)行相關(guān)建模、仿真分析，對(duì)電堆的性能有足夠的理論認(rèn)識(shí)，才能保證在試驗(yàn)過程中減少不必要的誤操作。目前國(guó)內(nèi)已有對(duì)電堆模型的建模仿真[2]，文獻(xiàn)[3]僅對(duì)影響輸出電壓的3種電壓損失進(jìn)行著重分析，沒有對(duì)實(shí)際情況中影響電堆輸出的溫度、壓力等輸入條件進(jìn)行單獨(dú)詳細(xì)的仿真分析；文獻(xiàn)[4]僅對(duì)電堆的功率曲線進(jìn)行初步的仿真分析，仿真了電堆的輸出功率
中國(guó)空間科學(xué)技術(shù) 2019年4期2019-10-15
- 一種耐高速旋轉(zhuǎn)的儲(chǔ)備式鋰電池電堆結(jié)構(gòu)
轉(zhuǎn)的儲(chǔ)備式鋰電池電堆結(jié)構(gòu)徐春波1，余 帆2，隋 鑫1（1. 武漢船用電力推進(jìn)裝置研究所，武漢 430064；2. 武漢長(zhǎng)海電力推進(jìn)和化學(xué)電源有限公司，武漢 430064）針對(duì)鋰亞硫酰氯儲(chǔ)備電池在高旋轉(zhuǎn)環(huán)境下，電解液集中分配于電堆邊緣，電堆邊緣短路嚴(yán)重，出現(xiàn)隔膜燒蝕、工作電壓持續(xù)下降問題，本文設(shè)計(jì)了一種耐高速旋轉(zhuǎn)的儲(chǔ)備式鋰亞硫酰氯電池電堆結(jié)構(gòu)，并進(jìn)行了旋轉(zhuǎn)激活帶載試驗(yàn)。結(jié)果表明：電池在14000 rpm的轉(zhuǎn)速下，電池放電電壓平穩(wěn)，隔膜未出現(xiàn)燒蝕現(xiàn)象。儲(chǔ)備式鋰
船電技術(shù) 2019年9期2019-10-08
- 博世將攜手Powercell 共同開發(fā)燃料電池電堆
售后市場(chǎng)產(chǎn)品等。電堆是燃料電池的核心部件，可將氫能轉(zhuǎn)化為電能。為進(jìn)一步改進(jìn)電堆技術(shù)并實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，博世日前與瑞典電堆制造商Powercell結(jié)為合作聯(lián)盟。根據(jù)合作協(xié)議，雙方將共同開發(fā)適合批量生產(chǎn)的質(zhì)子交換膜(PEM)燃料電池技術(shù)。未來，博世將以許可證協(xié)議的模式實(shí)現(xiàn)該技術(shù)的量產(chǎn)，以供應(yīng)全球汽車市場(chǎng)。該電堆將完善博世現(xiàn)有燃料電池產(chǎn)品序列，最遲于2022年上市。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，博世車用燃料電池的業(yè)務(wù)規(guī)模有望達(dá)到數(shù)十億歐元。據(jù)預(yù)測(cè)，至2030年，全球高達(dá)20%的電動(dòng)汽車將
汽車維修與保養(yǎng) 2019年6期2019-09-11
- 太陽能耦合燃料電池聯(lián)供系統(tǒng)余熱回收的運(yùn)行參數(shù)模擬研究
：增加PEMFC電堆單電池個(gè)數(shù)及氫氣燃料分壓力，可有效提高PEMFC電堆輸出電壓。提高PEMFC電堆的輸出電壓及電流的同時(shí)，電堆的運(yùn)行溫度隨之降低，同時(shí)也相應(yīng)的延長(zhǎng)了PEMFC電堆的啟動(dòng)時(shí)間。PEMFC電堆循環(huán)冷卻水進(jìn)出口溫度為45～55 ℃，當(dāng)PEMFC電堆循環(huán)冷卻水進(jìn)出口溫度為50～55℃時(shí)，太陽能冷卻水進(jìn)出口溫度為40～45 ℃，PEMFC電堆的運(yùn)行溫度為80.47 ℃，氫氣反應(yīng)速率為0.015 4 mol/s，板式換熱器熱效率的合理區(qū)間為0.5～0
農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào) 2019年12期2019-08-19
- 燃料電池運(yùn)行控制參數(shù)影響規(guī)律仿真分析
主要控制參數(shù)包括電堆溫度、膜濕度、陰陽極壓力及陰陽極壓差等，上述控制參數(shù)的優(yōu)化有助于提高燃料電池的性能。本研究基于Simulink平臺(tái)，利用Thermolib工具包建立PEMFC仿真模型，在對(duì)模型進(jìn)行驗(yàn)證的基礎(chǔ)上，分別改變PEMFC的控制參數(shù)，通過電池輸出電壓和輸出功率隨電流密度的變化趨勢(shì)，揭示各控制參數(shù)對(duì)PEMFC性能的影響規(guī)律。研究結(jié)果對(duì)于PEMFC控制策略的制定及優(yōu)化具有一定的指導(dǎo)意義。1 PEMFC模型搭建及驗(yàn)證1.1 Thermolib工具包采用
內(nèi)燃機(jī)與動(dòng)力裝置 2019年1期2019-04-17
- 燃料電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)設(shè)計(jì)及研究
很多,其中溫度對(duì)電堆性能的影響很大。燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)電堆連續(xù)產(chǎn)生熱量,如果產(chǎn)生的熱量不及時(shí)排掉,電堆溫度將逐漸升高,一方面，溫度升高可提高催化劑活性，提高質(zhì)子交換膜上的質(zhì)子傳遞速度，從而提高電化學(xué)反應(yīng)速度,反應(yīng)電流升高,電堆性能變好。但燃料電池反應(yīng)生成的水隨反映氣體排出的速度也會(huì)升高。由于水含量會(huì)影響質(zhì)子交換膜的濕潤(rùn)條件，所以溫度過高時(shí)，質(zhì)子交換膜會(huì)產(chǎn)生脫水現(xiàn)象,電導(dǎo)率下降,電堆性能變差,另外，由于質(zhì)子交換膜為聚合物電解質(zhì),當(dāng)溫度接近100℃時(shí),膜的強(qiáng)
汽車文摘 2019年4期2019-04-04
- 車用燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)冷啟動(dòng)方法綜述
溫環(huán)境下關(guān)機(jī)由于電堆內(nèi)部電化學(xué)反應(yīng)，氫氣和氧氣反應(yīng)會(huì)有水的生成。在零下的低溫環(huán)境中，生成的水會(huì)在電堆內(nèi)部?jī)鼋Y(jié)，阻礙陰陽極的氣體反應(yīng)介質(zhì)到達(dá)催化層發(fā)生反應(yīng)，嚴(yán)重甚至導(dǎo)致PEMFC發(fā)生不可逆轉(zhuǎn)地性能退化[1][2]。不恰當(dāng)?shù)?span id="syggg00" class="hl">電堆內(nèi)部反復(fù)的凍結(jié)-融化循環(huán)會(huì)對(duì)電堆組件的結(jié)構(gòu)和性能造成損害，最終導(dǎo)致物理變形或擊穿[3][4]。許多研究人員已經(jīng)進(jìn)行了凍結(jié)機(jī)理和冷啟動(dòng)性能的相關(guān)研究，結(jié)果表明在凍結(jié)溫度下，質(zhì)子交換膜（PEM），氣體擴(kuò)散層（GDL）和催化劑層（CL）的損傷
汽車文摘 2019年1期2019-01-10
- 質(zhì)子交換膜燃料電池堆自加熱冷啟動(dòng)仿真研究
模型，仿真分析了電堆各單電池的溫度分布及水含量，同時(shí)研究了外部冷卻液加熱、不同環(huán)境溫度、不同啟動(dòng)電流對(duì)電堆冷啟動(dòng)的影響[7-12]。由于外部液體加熱需額外提供電源，且預(yù)熱時(shí)間長(zhǎng)，電堆短時(shí)間內(nèi)無法啟機(jī)[13]，本文針對(duì)一種基于電堆內(nèi)嵌加熱電阻低溫啟動(dòng)方式，建立電堆電化學(xué)反應(yīng)、自加熱及散熱過程熱平衡數(shù)學(xué)模型，利用MATLAB計(jì)算分析不同環(huán)境溫度、加熱電阻、比熱容對(duì)電堆冷啟動(dòng)的影響，并給出電堆低溫冷啟動(dòng)方案。1 燃料電池電堆熱平衡數(shù)學(xué)模型1.1 電堆自加熱工作原
客車技術(shù)與研究 2018年6期2018-12-14
- 船用燃料電池模塊系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究
料電池系統(tǒng)，并對(duì)電堆系統(tǒng)的性能進(jìn)行測(cè)試，展示了電堆系統(tǒng)的性能及待解決的問題。關(guān)鍵詞：燃料電池；電堆；系統(tǒng)設(shè)計(jì)中圖分類號(hào)：U662 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006—7973（2017）02-0046-021 燃料電池系統(tǒng)燃料電池是目前最有前途的清潔能源技術(shù)之一。它是一種將燃料的化學(xué)能通過電化學(xué)反應(yīng)的方式直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置。最為流行的質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFC）使用純氫作為燃料，釋放電能和熱能，唯一產(chǎn)物為水。由于中間沒有機(jī)械能這一轉(zhuǎn)化過程，整個(gè)燃料電
中國(guó)水運(yùn) 2017年2期2017-03-14
- 車用質(zhì)子交換膜燃料電池電堆保溫仿真研究
子交換膜燃料電池電堆保溫仿真研究李友才(河南工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，河南鄭州450007)建立10 kW燃料電池電堆有限元的簡(jiǎn)化仿真模型。未采取保溫措施時(shí)，在－20、－10和15℃的環(huán)境溫度下，電堆從80℃降低到0℃所用的時(shí)間分別為3.0、4.0和8.0 h；用20 mm厚的聚苯乙烯在－20℃環(huán)境中對(duì)電堆進(jìn)行保溫，電堆從80℃降低到0℃需要26.3 h，電堆內(nèi)部溫差約為2℃，熱流在電堆的四個(gè)面均勻分布；用20 mm厚的VIP(真空絕緣板)在－20℃環(huán)境中對(duì)電
電源技術(shù) 2016年3期2017-01-20
- 多堆串聯(lián)液流電池系統(tǒng)中電池?cái)?shù)目的優(yōu)化分配
為了減小液流電池電堆系統(tǒng)的旁路電流，在多電堆串聯(lián)的設(shè)計(jì)方案基礎(chǔ)上，提出中間電堆單電池?cái)?shù)比兩邊電堆單電池?cái)?shù)小的單堆規(guī)模優(yōu)化方法。通過等效電路模擬，以15 kW的全釩液流電池電堆為例，證明不均勻分配方式能有效減小旁路電流，并分析了分支電阻對(duì)旁路電流的影響。液流電池；電堆；旁路電流；等效電路模型在液流電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用中，為保證電能的高效率傳輸和轉(zhuǎn)化，通常把單電池串聯(lián)起來形成電堆，以得到高電壓[1]。為了減小泵功，并保證電解液能均勻地輸送給每個(gè)電池，一般用統(tǒng)
電源技術(shù) 2016年12期2017-01-10
- 質(zhì)子交換膜燃料電池停機(jī)策略的實(shí)驗(yàn)研究
為了滿足快速消除電堆內(nèi)殘留的氫氣，研究提出了利用空冷電堆的風(fēng)扇對(duì)電堆放電和使用輔助負(fù)載對(duì)電堆中各個(gè)單電池單獨(dú)放電的停機(jī)控制策略。通過實(shí)驗(yàn)研究對(duì)比了直接停機(jī)、利用輔助負(fù)載整體放電和利用輔助負(fù)載對(duì)各個(gè)單電池單獨(dú)放電三種停機(jī)方式對(duì)PEMFC性能的影響。結(jié)果表明，利用輔助負(fù)載對(duì)各個(gè)單電池單獨(dú)放電的停機(jī)策略不僅能縮短燃料電池停機(jī)后各個(gè)單電池維持在高電位的時(shí)間，同時(shí)也能防止PEMFC停機(jī)放電過程中單電池反極現(xiàn)象的發(fā)生，是一種十分有效的質(zhì)子交換膜燃料電池停機(jī)策略。質(zhì)子交
高?；瘜W(xué)工程學(xué)報(bào) 2016年5期2016-11-18
- 大規(guī)模高效液流電池儲(chǔ)能技術(shù)的基礎(chǔ)研究
設(shè)計(jì)方面，過研究電堆內(nèi)部極化特性，明確了影響電池性能的關(guān)鍵因素。通過材料創(chuàng)新和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)創(chuàng)新， 開發(fā)出高功率密度電堆。開發(fā)出的2 kW電堆的工作電流密度由原來的80 mA/cm2提高到160 mA/cm2。大幅度降低了液流電池的制造成本。提出了大規(guī)模液流電池儲(chǔ)能系統(tǒng)模塊化設(shè)計(jì)理念，開發(fā)出不同規(guī)模等級(jí)的液流電池單體電堆和儲(chǔ)能系統(tǒng)單元模塊，發(fā)明了單元儲(chǔ)能系統(tǒng)組合、多系統(tǒng)耦合技術(shù)；漏電電流與系統(tǒng)功耗調(diào)控技術(shù)；儲(chǔ)能系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控、預(yù)測(cè)診斷與自修復(fù)管理控制策略，提高
科技資訊 2016年4期2016-06-11
- 基于貴金屬替代的新型動(dòng)力燃料電池關(guān)鍵技術(shù)和理論基礎(chǔ)
化膜電極、高能效電堆和一體化系統(tǒng)集成等關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)研究，重點(diǎn)解決動(dòng)力燃料電池多維度電極反應(yīng)動(dòng)力學(xué)過程和電催化劑構(gòu)效關(guān)系及電催化機(jī)理，聚合物電解質(zhì)膜的分子創(chuàng)制和膜電極有序化結(jié)構(gòu)構(gòu)筑及離子傳輸強(qiáng)化機(jī)制，動(dòng)力燃料電池電堆一致性和系統(tǒng)一體化集成與過程耦合規(guī)律等關(guān)鍵科學(xué)問題。圍繞總體目標(biāo)，針對(duì)關(guān)鍵科學(xué)問題和重點(diǎn)研究?jī)?nèi)容，該研究設(shè)置如下6個(gè)課題：（1）貴金屬完全替代納米電催化劑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與催化活性及耐久性研究；（2）貴金屬部分替代納米電催化劑的創(chuàng)制與催化活性及抗毒機(jī)理研
科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào) 2016年10期2016-05-30
- 頻繁啟停對(duì)質(zhì)子交換膜燃料電池堆性能的影響
池(PEMFC)電堆典型工況的研究主要是針對(duì)長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)加載工況。為了模擬實(shí)際運(yùn)行中車用燃料電池堆的工況，美國(guó)能源部設(shè)計(jì)了2 000 h的電堆加載程序，用于評(píng)估車用燃料電池的電性能和耐久性［1－2］。動(dòng)態(tài)操作條件對(duì)燃料電池壽命的影響很大。S.J.C.Cleghorn等［3］對(duì)單體PEMFC進(jìn)行26 300 h的壽命測(cè)試，以800 mA/cm2的電流密度連續(xù)運(yùn)行3 a，測(cè)得性能衰減率為 4 ～6 μV/h。S.D.Knights等［4］對(duì) PEMFC 進(jìn)行 1
電池 2015年2期2015-01-16
- 大功率空冷自增濕PEMFC 溫度控制方法
但其輸出性能受到電堆工作溫度、空氣流量、尾氣排氣間隔等參數(shù)的影響［4-9］.對(duì)于空冷自增濕PEMFC 而言，電堆工作溫度、空氣流量、尾氣排氣是相互影響、相互耦合的，調(diào)節(jié)陰極空氣流量將影響電堆工作溫度及陽極含水量，調(diào)節(jié)陽極間歇排氣將影響電堆陽極含水量及化學(xué)反應(yīng)性能，從而影響電堆溫度.因此，空冷自增濕燃料電池的水管理［10］和熱管理是相互耦合的.控制燃料電池在某一工作電流下的最優(yōu)工作溫度，維持電堆的水平衡和熱平衡是提高電堆輸出性能的關(guān)鍵.文獻(xiàn)［6］通過實(shí)驗(yàn)測(cè)試
西南交通大學(xué)學(xué)報(bào) 2015年1期2015-01-13
- PEM燃料電池電堆低溫起動(dòng)試驗(yàn)*
）PEM燃料電池電堆低溫起動(dòng)試驗(yàn)*李義 許思傳 張潔（同濟(jì)大學(xué) 新能源汽車工程中心）為評(píng)價(jià)不同參數(shù)對(duì)PEM燃料電池電堆低溫起動(dòng)性能的影響，搭建了燃料電池電堆低溫起動(dòng)試驗(yàn)平臺(tái)，對(duì)5 kW燃料電池電堆在-5℃、-10℃和-15℃下的低溫起動(dòng)性能進(jìn)行了試驗(yàn)研究。結(jié)果表明，在低溫下恒電壓模式比恒電流模式更有利于電堆升溫；電堆起動(dòng)電壓為30 V時(shí)升溫速度快于40 V和20 V時(shí)；初始溫度越低時(shí)電堆升溫速率越慢。另外，經(jīng)過低溫起動(dòng)后電堆性能發(fā)生了衰減，電鏡掃描結(jié)果也顯
汽車技術(shù) 2015年3期2015-01-07
- 質(zhì)子交換膜燃料電池耐久性測(cè)試分析①
內(nèi)對(duì)于PEMFC電堆的耐久性研究比較欠缺，一方面因?yàn)閷?duì)電池的耐久性考察是非常耗時(shí)的工作，另一方面耐久性測(cè)試的耗費(fèi)巨大．近年來，對(duì)于PEMFC的耐久性研究日益迫切，許多機(jī)構(gòu)已經(jīng)進(jìn)行相關(guān)的耐久性實(shí)驗(yàn)．到目前為止，大多數(shù)燃料電池耐久性實(shí)驗(yàn)都是在恒電流條件下進(jìn)行的．Knight[3]等在 2004 年完成了 PEMFC 的12000 h 的壽命實(shí)驗(yàn)，其性能衰退為0．5μV/h．S．J．C．Cleghorn等[4]對(duì) PEMFC 單電池進(jìn)行了壽命試驗(yàn)，該P(yáng)EMFC在
- 質(zhì)子交換膜燃料電池低溫起動(dòng)方法的仿真研究
瞬態(tài)分層集總參數(shù)電堆水熱管理模型。采用不同的起動(dòng)方法使電堆達(dá)到低溫起動(dòng)條件，對(duì)電堆的低溫起動(dòng)特性進(jìn)行仿真分析，得到不同低溫起動(dòng)方法的電堆內(nèi)部溫度分布規(guī)律和其自身起動(dòng)的所需時(shí)間，為燃料電池電堆低溫起動(dòng)的商業(yè)化提供技術(shù)支持。PEMFC；雙極板加熱；低溫起動(dòng)；仿真分析質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFC）具有低噪音、無污染、零排放、高效率及室溫可快速起動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)，是解決環(huán)境污染和能源枯竭問題的重要汽車動(dòng)力源。由于PEMFC內(nèi)有殘存的水存在，當(dāng)環(huán)境溫度低于0℃時(shí)，這些殘存
電源技術(shù) 2014年5期2014-07-07
- 基于恒電壓模式PEMFC冷起動(dòng)性能研究
研究，分別測(cè)試了電堆初始溫度、起動(dòng)電壓、吹掃時(shí)間等多種因素對(duì)電堆冷起動(dòng)性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：電堆初始溫度越低，電堆起動(dòng)越困難；在一定電壓范圍內(nèi)，電堆電壓越低，冷起動(dòng)性能越好；吹掃時(shí)間的長(zhǎng)短對(duì)電堆冷起動(dòng)性能影響較大；冷起動(dòng)過程中，電堆內(nèi)單電池電壓呈現(xiàn)非均勻變化。冷起動(dòng)；質(zhì)子交換膜燃料電池系統(tǒng)；初始溫度；起動(dòng)電壓；吹掃時(shí)間質(zhì)子交換膜燃料電池的商業(yè)化發(fā)展面臨的最主要障礙是電池成本與耐久性問題[1]，燃料電池在低溫環(huán)境中的冷起動(dòng)能力也是阻礙其商業(yè)化的重要因素。
電源技術(shù) 2014年2期2014-07-05
- 車用PEMFC電堆低溫起動(dòng)試驗(yàn)研究*
下，由于燃料電池電堆停機(jī)后其內(nèi)有殘存的水存在，這些殘存的水很快結(jié)成冰，從而造成電堆的陰陽極流道阻塞，并且水結(jié)成冰其體積增大約11%，從而對(duì)燃料電池電堆的壽命和其低溫起動(dòng)特性造成嚴(yán)重的影響。因此對(duì)燃料電池電堆低溫起動(dòng)的研究有重要意義[2-3]。1 車用燃料電池電堆低溫起動(dòng)平臺(tái)設(shè)計(jì)依據(jù)燃料電池電堆(FCS)低溫起動(dòng)和停機(jī)控制策略[4]，并考慮燃料電池汽車前艙空間和能量需求等因素的限制，設(shè)計(jì)車用燃料電池電堆低溫起動(dòng)平臺(tái)，如圖1所示。用厚度為20mm的保溫材料將燃
汽車工程 2014年12期2014-02-27
- 質(zhì)子交換膜燃料電池汽車?yán)淦饎?dòng)性能的研究
立一維的燃料電池電堆冷起動(dòng)模型，對(duì)燃料電池電堆的冷起動(dòng)過程進(jìn)行研究。研究中通過改變冷起動(dòng)控制方法，合理有效地提高燃料電池電堆在-20℃時(shí)的冷起動(dòng)性能，并分析了不同單電池之間的結(jié)冰和溫度分布情況。1 模型描述PEMFC工作原理如圖1所示。在PEMFC的運(yùn)行過程中，陰陽兩極都會(huì)有液態(tài)水存在。當(dāng)電池處于0℃以下的環(huán)境中時(shí)，電池中的液態(tài)水就會(huì)結(jié)冰而阻礙反應(yīng)氣體的傳輸。本模型充分考慮了液態(tài)水和冰在氣體擴(kuò)散層(gas diffusion layer, GDL)、催化層
汽車工程 2014年10期2014-02-27