新能源技術和大規(guī)模利用清潔能源是實現(xiàn)低碳經(jīng)濟,成為當今世界能源科技發(fā)展的最新趨勢,氫能作為一種高效、清潔,無污染的新能源,受到各國研究者的廣泛關注。燃料電池發(fā)電技術是氫能利用與開發(fā)的重要應用方向之一,具有清潔無污染,功率密度高,環(huán)境友好等特點,具有良好的應用前景。但其內(nèi)部的水熱狀態(tài)管理對提高燃料電池堆輸出性能具有重要意義。本文建立內(nèi)阻—操作條件模型和溫度—濕度耦合模型,描述堆內(nèi)活化內(nèi)阻、歐姆內(nèi)阻、濃差內(nèi)阻隨操作條件變化的規(guī)律,開展了溫濕度操作條件的實驗,驗證了模型的可靠性,確定了總內(nèi)阻最小的存在原則和變電流輸出下的操作條件變化規(guī)律;其次,基于交流阻抗譜法原理,結合燃料電池等效電路模型,提出了頻率正割角方法,以其計算值表征負載變化狀態(tài)下,不同操作條件下的堆內(nèi)總內(nèi)阻;并以理論證明了該角度計算值與總內(nèi)阻具有唯一對應關系,通過仿真實驗,研究了二者之間的變化規(guī)律;從實際工程應用層面,解決了理論模型應用向?qū)嵺`方法的轉變,評價堆內(nèi)水熱管理狀態(tài)的優(yōu)劣,使堆內(nèi)水熱管理狀態(tài)的診斷成為可能,為電堆操作條件優(yōu)化和輸出性能故障預警奠定了基礎;最后,定義了最優(yōu)功率點的概念,并與最大功率點進行了比較;結合內(nèi)阻—操作... 

【文章來源】：中國計量大學浙江省

【文章頁數(shù)】：110 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

2016年中國能源消費結構圖(a)2013年中國能源消費

中國計量大學碩士學位論文11緒論1.1課題的研究意義和背景21世紀是綠色經(jīng)濟時代，隨著經(jīng)濟的高速發(fā)展，化石能源消耗量逐年增加，而能源整體存儲量卻逐年減少，并且由于傳統(tǒng)化石能源的長期不合理的低效使用，尤其是化石能源的直接燃燒過程中產(chǎn)生的溫室氣體及有毒氣體，引發(fā)了一系列環(huán)境污染問題，導致全球范圍內(nèi)的“溫室效應”加劇和大氣PM2.5的上升，嚴重威脅人類的身體健康和正常生產(chǎn)生活[1]。因此，節(jié)約傳統(tǒng)能源和開發(fā)新能源，提高能源利用效率，減少能源使用所產(chǎn)生的環(huán)境污染，已經(jīng)成為當前社會各界亟待解決的重要問題。開發(fā)新能源技術和大規(guī)模利用清潔能源，實現(xiàn)低碳經(jīng)濟，成為當今世界能源科技發(fā)展的最新趨勢[2]。圖1.1為我國2013和2016年中國能源消費結構變化圖。(a)2013年中國能源消費結構圖(b)2016年中國能源消費結構圖圖1.1中國能源消費結構變化圖國家科技部曾將燃料電池先后列入“九五”重大科研計劃和“863計劃”中的立項資助項目，以中科院大連化物所為代表的科研機構和上海神力科技有限公司為代表的企業(yè)單位，一直處于我國燃料電池研究領域的前沿。2014年初，李克強總理考察德國氫能混合發(fā)電項目，指示國內(nèi)相關部門組織實施氫能利用示范項目。2015年，國家能源局印發(fā)《國家能源局綜合司關于

中國計量大學碩士學位論文11緒論1.1課題的研究意義和背景21世紀是綠色經(jīng)濟時代，隨著經(jīng)濟的高速發(fā)展，化石能源消耗量逐年增加，而能源整體存儲量卻逐年減少，并且由于傳統(tǒng)化石能源的長期不合理的低效使用，尤其是化石能源的直接燃燒過程中產(chǎn)生的溫室氣體及有毒氣體，引發(fā)了一系列環(huán)境污染問題，導致全球范圍內(nèi)的“溫室效應”加劇和大氣PM2.5的上升，嚴重威脅人類的身體健康和正常生產(chǎn)生活[1]。因此，節(jié)約傳統(tǒng)能源和開發(fā)新能源，提高能源利用效率，減少能源使用所產(chǎn)生的環(huán)境污染，已經(jīng)成為當前社會各界亟待解決的重要問題。開發(fā)新能源技術和大規(guī)模利用清潔能源，實現(xiàn)低碳經(jīng)濟，成為當今世界能源科技發(fā)展的最新趨勢[2]。圖1.1為我國2013和2016年中國能源消費結構變化圖。(a)2013年中國能源消費結構圖(b)2016年中國能源消費結構圖圖1.1中國能源消費結構變化圖國家科技部曾將燃料電池先后列入“九五”重大科研計劃和“863計劃”中的立項資助項目，以中科院大連化物所為代表的科研機構和上海神力科技有限公司為代表的企業(yè)單位，一直處于我國燃料電池研究領域的前沿。2014年初，李克強總理考察德國氫能混合發(fā)電項目，指示國內(nèi)相關部門組織實施氫能利用示范項目。2015年，國家能源局印發(fā)《國家能源局綜合司關于

【參考文獻】：
期刊論文
[1]陽極水含量對車用燃料電池性能影響[J]. 崔保莊,劉永峰,裴普成,姚圣卓,金濤濤.  電源技術. 2018(09)
[2]儲氫技術研究現(xiàn)狀及展望[J]. 李璐伶,樊栓獅,陳秋雄,楊光,溫永剛.  儲能科學與技術. 2018(04)
[3]質(zhì)子交換膜燃料電池熱管理技術的進展[J]. 劉波,趙鋒,李驍.  電池. 2018(03)
[4]國際能源科技發(fā)展新動向及其對我國的啟示[J]. 郭楷模,陳偉,吳勘,何濤,汪其,李富嶺.  世界科技研究與發(fā)展. 2018(03)
[5]燃料電池技術發(fā)展及應用現(xiàn)狀綜述(上)[J]. 王吉華,居鈺生,易正根,王凱.  現(xiàn)代車用動力. 2018(02)
[6]清潔能源開發(fā)利用對于實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的研究[J]. 尹文斌.  中國國際財經(jīng)(中英文). 2018(09)
[7]操作條件對質(zhì)子交換膜燃料電池電化學阻抗動態(tài)行為的影響[J]. 何麗,韓喆,馮坤,牛茁,劉優(yōu)賢,劉志祥.  化工進展. 2018(02)
[8]大連化物所“甲醇燃料電池系列”項目通過驗收[J].   電氣技術. 2018(01)
[9]基于云智能控制器的燃料電池最大功率跟蹤策略[J]. 楊德友,崔冬曉,蔡國偉.  電工技術學報. 2018(14)
[10]基于水平衡的PEM燃料電池大電流運行優(yōu)化控制[J]. 何曉波,詹志剛,張洪凱,帥露,隋邦杰,徐立.  工程熱物理學報. 2017(09)

博士論文
[1]質(zhì)子交換膜燃料電池水熱管理研究[D]. 裴后昌.華中科技大學 2014

碩士論文
[1]基于云智能控制器燃料電池/光伏最大功率跟蹤策略研究[D]. 崔冬曉.東北電力大學 2018
[2]水冷型質(zhì)子交換膜燃料電池熱管理系統(tǒng)控制研究[D]. 牛茁.西南交通大學 2018
[3]質(zhì)子交換膜燃料電池水管理模型研究[D]. 王忠豪.重慶理工大學 2018
[4]基于內(nèi)阻檢測的PEMFC溫濕度特性及控制規(guī)則研究[D]. 陶澤炎.中國計量大學 2016
[5]面向PEMFC輸出性能優(yōu)化的EIS頻率正割角方法研究[D]. 童鵬.中國計量大學 2016
[6]質(zhì)子交換膜燃料電池系統(tǒng)特性仿真研究[D]. 王振.山東大學 2007



本文編號：3339936