為應(yīng)對環(huán)境與能源的雙重壓力,發(fā)展新能源汽車既是國家戰(zhàn)略方向,也是擺脫石油依賴需解決的問題。在新能源汽車中,燃料電池汽車相比其他種類新能源汽車,具有續(xù)駛里程長、動力性能高、燃料加注時間短等優(yōu)勢,而作為動力源的燃料電池電堆,為保證功率需求,通常數(shù)百節(jié)單體串聯(lián),氣體并聯(lián)流過每節(jié)單體,各單體間進(jìn)氣存在的差異性將會影響整個電堆性能。為此,在考慮功率需求情況下,通過對電堆陰極流道結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析,實現(xiàn)電堆均衡性控制的目的,主要研究內(nèi)容如下:1.比較分析各種燃料電池的優(yōu)缺點,選取質(zhì)子交換膜燃料電池為本文研究對象,并分析其均衡性研究現(xiàn)狀及評價方法。2.對燃料電池電勢及相關(guān)理論進(jìn)行分析,利用MATLAB/Simulink搭建燃料電池機(jī)理模型,通過分析燃料電池輸出性能,確定燃料電池各種輸出功率情況下的進(jìn)氣需求,為下文研究電堆進(jìn)氣提供依據(jù)。3.對燃料電池單體進(jìn)氣均衡性的分析主要集中在對雙極板流場結(jié)構(gòu)研究上。通過比較各種流場形式的優(yōu)缺點,建立單體極板流場模型,分析影響氣體分布均勻性的因素,確定燃料電池在應(yīng)用情況下較佳的流場形式及結(jié)構(gòu)參數(shù),為燃料電池流場的結(jié)構(gòu)研究提供參考依據(jù),并根據(jù)理論分析流場排水性能。4.分析電...

【文章頁數(shù)】：99 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 選題背景與研究意義
    1.2 燃料電池簡介
        1.2.1 燃料電池分類
        1.2.2 質(zhì)子交換膜燃料電池工作原理及簡介
    1.3 燃料電池均衡性研究現(xiàn)狀
        1.3.1 燃料電池單體均衡性研究現(xiàn)狀
        1.3.2 燃料電池堆均衡性研究現(xiàn)狀
        1.3.3 均衡性評價方法
    1.4 主要研究內(nèi)容與本文架構(gòu)
        1.4.1 本文主要研究內(nèi)容
        1.4.2 本文架構(gòu)
第2章 燃料電池模型建立及功率需求分析
    2.1 質(zhì)子交換膜燃料電池電勢分析
        2.1.1 燃料電池輸出電壓模型
    2.2 基于MATLAB/Simulink的燃料電池堆模型建立
        2.2.1 模型建立及仿真參數(shù)設(shè)置
        2.2.2 仿真結(jié)果分析
    2.3 輸出功率與流量需求分析
    2.4 本章小結(jié)
第3章 燃料電池單體均衡性分析
    3.1 雙極板材料及仿真方法簡介
        3.1.1 雙極板材料簡介
        3.1.2 氣體分布均勻性分析
        3.1.3 仿真分析方法簡介
    3.2 燃料電池單體流阻分析
        3.2.1 輸入計算分析
        3.2.2 流場壓力分布云圖
        3.2.3 功率損失計算
    3.3 流道寬度分析
        3.3.1 進(jìn)出口壓差
        3.3.2 壓降功率損失
        3.3.3 輸出性能
    3.4 流道深度分析
        3.4.1 進(jìn)出口壓差
        3.4.2 壓降功率損失
        3.4.3 輸出性能
    3.5 雙極板流場排水性能分析
        3.5.1 流道壓降計算
        3.5.2 毛細(xì)管力計算
    3.6 本章小結(jié)
第4章 燃料電池堆氣體分配均衡性研究
    4.1 燃料電池堆氣體分配規(guī)律
    4.2 電堆氣體分配不均勻度分析
        4.2.1 分配管道計算模型
        4.2.2 氣體分配不均勻度計算
    4.3 電堆氣體分配均衡性影響因素
        4.3.1 電堆陰極氣體分配管道建模
        4.3.2 邊界條件設(shè)置
        4.3.3 計算結(jié)果分析
    4.4 總管進(jìn)氣量對氣體分配均衡性研究
        4.4.1 流量對電堆氣體分配均衡性影響
        4.4.2 壓力對電堆氣體分配均衡性影響
    4.5 本章小結(jié)
第5章 燃料電池系統(tǒng)分析與仿真驗證
    5.1 AMESim燃料電池系統(tǒng)分析
        5.1.1 AMESim簡介
        5.1.2 AMESim模型搭建及分析
    5.2 燃料電池系統(tǒng)實驗
        5.2.1 實驗設(shè)備簡介
        5.2.2 燃料電池系統(tǒng)實驗平臺搭建
    5.3 燃料電池系統(tǒng)仿真與實驗對比分析
        5.3.1 燃料電池單體平均電壓
        5.3.2 燃料電池電堆輸出性能
        5.3.3 進(jìn)氣壓力與流量關(guān)系
    5.4 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 工作展望
參考文獻(xiàn)
致謝



本文編號：3950053