質(zhì)子交換膜燃料電池憑借著清潔、高效、無噪音的特點,成為21世紀(jì)公認(rèn)的清潔動力源,未來可廣泛應(yīng)用于汽車。冷啟動問題一直影響著質(zhì)子交換膜燃料電池汽車的大規(guī)模商業(yè)化進展。冷啟動過程中電池內(nèi)部結(jié)冰影響電池輸出性能,也會一定程度上損壞電池內(nèi)部結(jié)構(gòu),影響電池使用壽命,因此改善冷啟動性能至關(guān)重要。本文建立三維多相多物理場耦合瞬態(tài)單電池單直通道冷啟動模型,采用仿真分析的方法研究了陰極催化層設(shè)計參數(shù)以及電池操作參數(shù)對冷啟動性能的影響,并且為提高電池內(nèi)部溫度、減少冰的生成、加快冰的熔化、縮短啟動時間制定了輔助冷啟動策略,為提高冷啟動成功的可能性提供參考依據(jù)與方法。論文主要研究內(nèi)容如下:（1）考慮了電池內(nèi)部水的相變、傳輸、冰的形成與熔化、水的蒸發(fā)與冷凝等物理過程。描述了冷啟動過程中水的相變與傳輸?shù)任锢磉^程,對冷啟動模型進行了合理的假設(shè),建立冷啟動過程中的質(zhì)量、動量、組分、能量、電子與離子電勢守恒方程與冰的形成方程,為后續(xù)的冷啟動模型建立提供數(shù)值基礎(chǔ)。（2）使用仿真軟件搭建了三維多相多物理場耦合瞬態(tài)單電池單直通道冷啟動模型,進行了網(wǎng)格無關(guān)性驗證與模型驗證。陰極催化層是電化學(xué)反應(yīng)的場所,因此研究陰極催化層設(shè)計非... 

【文章來源】：山東理工大學(xué)山東省

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

PEMEC（c）福田歐輝-30°C啟動

山東理工大學(xué)碩士學(xué)位論文第一章緒論6圖1.3PEMFC的工作原理圖Fig.1.3WorkingprincipleofPEMFC1.2.3質(zhì)子交換膜燃料電池工作性能表征與冷啟動特性（1）工作性能表征通常用電流密度-電壓曲線（i-v曲線或極化曲線）表征PEMFC的工作輸出性能，也可單獨使用電流密度或電壓來進行表征。圖1.4為一個典型的PEMFC的電流密度-電壓曲線示意圖。在恒壓時，從理論上講只要不間斷的供應(yīng)燃料電池所需燃料，就可以一直輸出穩(wěn)定電流，但實際過程中會有不可避免的電阻損耗實際電壓值將會比理想電壓值要小，并且實際燃料電池的電流越大，損耗就越大，輸出電壓則減小，這樣便影響總功率。圖1.4PEMFC電流密度-電壓曲線圖Fig.1.4Currentdensity-voltagecurvesofPEMFC

山東理工大學(xué)碩士學(xué)位論文第一章緒論6圖1.3PEMFC的工作原理圖Fig.1.3WorkingprincipleofPEMFC1.2.3質(zhì)子交換膜燃料電池工作性能表征與冷啟動特性（1）工作性能表征通常用電流密度-電壓曲線（i-v曲線或極化曲線）表征PEMFC的工作輸出性能，也可單獨使用電流密度或電壓來進行表征。圖1.4為一個典型的PEMFC的電流密度-電壓曲線示意圖。在恒壓時，從理論上講只要不間斷的供應(yīng)燃料電池所需燃料，就可以一直輸出穩(wěn)定電流，但實際過程中會有不可避免的電阻損耗實際電壓值將會比理想電壓值要小，并且實際燃料電池的電流越大，損耗就越大，輸出電壓則減小，這樣便影響總功率。圖1.4PEMFC電流密度-電壓曲線圖Fig.1.4Currentdensity-voltagecurvesofPEMFC

【參考文獻】：
期刊論文
[1]車用質(zhì)子交換膜燃料電池膜電極組件綜述[J]. 金守一,盛夏,潘興龍,趙洪輝,趙子亮.  汽車文摘. 2019(12)
[2]氣候變化對人體健康影響評估[J]. 屈芳,肖子牛.  氣象科技進展. 2019(04)
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[4]傳統(tǒng)能源汽車及新能源汽車發(fā)展的現(xiàn)狀與問題[J]. 李廷洪.  科技創(chuàng)新導(dǎo)報. 2013(06)
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[6]BP:全球石油需求2030年前將年增0.9%[J]. 陳鳳娥.  煉油技術(shù)與工程. 2011(07)
[7]燃料電池用質(zhì)子交換膜的研究進展[J]. 王國芝,李明威,胡繼文.  高分子通報. 2006(06)
[8]燃料電池現(xiàn)狀與未來[J]. 衣寶廉.  電源技術(shù). 1998(05)

博士論文
[1]質(zhì)子交換膜燃料電池不同冷啟動模式下多相傳熱傳質(zhì)研究[D]. 賈濱.天津大學(xué) 2017



本文編號：3131381