本文關(guān)鍵詞：計及電壓一致性的kW級空冷型PEMFC動態(tài)響應(yīng)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：在面臨能源危機的今天,質(zhì)子交換膜燃料電池(Proton Exchange Membrane Fuel Cell,PEMFC)作為一種新能源具有廣闊的應(yīng)用前景,它利用固體電解質(zhì),以氫氣作為燃料,通過氫氧化合作用,直接將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,可以實現(xiàn)零排放,是環(huán)保型能源。其中,空冷型PEMFC更是因其結(jié)構(gòu)簡單,使用方便,在許多小功率場合都能見到它的身影。但也正因為結(jié)構(gòu)簡單,使其容易受外界條件影響,使電堆性能和單電壓一致性降低,導(dǎo)致其壽命縮短。所以研究影響其電堆性能和單電壓一致性的因素,給出改善的建議,從而延長燃料電池的工作壽命,具有重要意義�，F(xiàn)有的kW級空冷型PEMFC,往往基于廠家建議的排放周期和最佳溫度分別對尾氣閥和風(fēng)扇進行控制,但即使溫度控制滿足要求,單體電池電壓及其一致性卻可能很差。然而,單體電池電壓及其一致性是反映和影響電堆性能及壽命的重要因素,因此有必要對現(xiàn)有kW級空冷型PEMF C控制模式下的單體電池動態(tài)一致性開展研究。在自行搭建的2kW空冷型PEMFC測試平臺上進行實驗,研究了PEMFC動態(tài)工況下的電壓響應(yīng)和單電池電壓動態(tài)一致性。最后,基于實驗結(jié)果,給出了計及電壓一致性的動態(tài)變載建議�？绽湫蚉EMFC結(jié)構(gòu)簡單,所以控制手段主要只有最優(yōu)溫度控制、尾氣控制和入口氫氣壓力控制。本文主要研究了分別在穩(wěn)態(tài)運行和動態(tài)運行時,氫氣壓力對電堆性能和單電壓一致性的影響。燃料電池頻繁經(jīng)歷動態(tài)過程是引起電堆性能衰減的一個重要因素,而其中定期排氣這一動態(tài)過程常常被忽略,本文針對這一過程,研究了氫氣壓力波動和進出口壓降的變化。本文的研究為空冷型PEMFC在實際工作中的動態(tài)變載管理和氫氣壓力控制提供了實驗數(shù)據(jù)基礎(chǔ),具有一定的指導(dǎo)意義和參考價值。
【關(guān)鍵詞】：空冷型PEMFC 動態(tài)響應(yīng) 階躍變載 斜坡變載 氫氣壓力 排氣過程
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM911.4
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-10
• 第1章 緒論10-17
• 1.1 研究意義10-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-15
• 1.2.1 燃料電池的壽命研究12-13
• 1.2.2 PEMFC電堆動態(tài)響應(yīng)研究13-14
• 1.2.3 空冷型PEMFC的控制手段14-15
• 1.2.4 操作條件對PEMFC電堆的影響研究15
• 1.3 本文的主要研究內(nèi)容和工作15-17
• 第2章 空冷型PEMFC的原理和控制17-24
• 2.1 引言17
• 2.2 PEMFC原理概述17-19
• 2.2.1 PEMFC工作原理17-18
• 2.2.2 空冷自增濕PEMFC18-19
• 2.3 空冷型PEMFC的控制方法19-20
• 2.3.1 最優(yōu)溫度控制19-20
• 2.3.2 尾氣控制20
• 2.4 實驗平臺搭建20-23
• 2.5 小結(jié)23-24
• 第3章 動態(tài)變載對空冷型PEMFC的影響24-45
• 3.1 引言24
• 3.2 開路單電池電壓測試24-26
• 3.3 階躍加減載測試與分析26-37
• 3.3.1 階躍加載實驗27-32
• 3.3.2 階躍減載實驗32-37
• 3.4 動態(tài)加減載實驗37-43
• 3.4.1 動態(tài)加載實驗37-40
• 3.4.2 動態(tài)減載實驗40-43
• 3.5 小結(jié)43-45
• 第4章 氫氣壓力對空冷型PEMFC的影響45-64
• 4.1 引言45
• 4.2 氫氣供給系統(tǒng)45-47
• 4.3 PEMFC電化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)47-49
• 4.3.1 活化極化48
• 4.3.2 歐姆極化48-49
• 4.3.3 濃差極化49
• 4.4 穩(wěn)態(tài)運行時氫氣壓力對電堆的影響49-51
• 4.4.1 實驗步驟49-50
• 4.4.2 實驗結(jié)果及分析50-51
• 4.5 動態(tài)運行時氫氣壓力對電堆的影響51-54
• 4.5.1 實驗步驟52
• 4.5.2 實驗結(jié)果及分析52-54
• 4.6 排氣過程中氫氣壓力的變化54-62
• 4.6.1 實驗系統(tǒng)54-55
• 4.6.2 實驗步驟55-56
• 4.6.3 實驗結(jié)果及分析56-62
• 4.7 小結(jié)62-64
• 結(jié)論與展望64-66
• 致謝66-67
• 參考文獻67-71
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及科研成果71

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