氫能與燃料電池技術(shù)作為當(dāng)下能源技術(shù)革命的重點(diǎn),是構(gòu)建安全、高效、環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展能源經(jīng)濟(jì)中的重要一環(huán),因此廣泛應(yīng)用于固定和移動(dòng)發(fā)電領(lǐng)域。然而,燃料電池的耐久性是制約其大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用的最大阻礙,尤其是汽車領(lǐng)域,道路環(huán)境復(fù)雜且空氣組分存在地域性差異,這會(huì)加劇燃料電池的性能退化。因此,研究車用環(huán)境下燃料電池老化行為建模方法與延壽策略具有重大意義�；谕獠總鞲衅餍畔�,本文構(gòu)建了燃料電池外特性與內(nèi)部老化機(jī)理之間的映射關(guān)系,并從預(yù)后健康管理和動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化兩個(gè)不同的角度制定了針對性的延壽策略,主要工作及創(chuàng)新點(diǎn)如下:1)針對燃料電池老化行為建模問題,分析了車用環(huán)境下各類工況對燃料電池壽命的影響,利用不同工況下性能退化的關(guān)鍵因素構(gòu)建了各組件的性能退化因果鏈;針對燃料電池內(nèi)部物理和化學(xué)過程難以觀測的問題,基于傳感器信息構(gòu)建了外部屬性特征與內(nèi)部老化機(jī)理之間的映射關(guān)系,并建立了燃料電池老化行為量化表征的指標(biāo)體系。2)針對燃料電池的健康狀態(tài)評估問題,采用電堆交流阻抗作為評價(jià)指標(biāo),提出了一種基于解析法的等效電路模型對燃料電池進(jìn)行量化表征,能夠有效地匹配等效電路模型的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與阻抗譜幾何形狀�；趶�(fù)非線性最小... 

【文章來源】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：138 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１．１本論文的整體框架??和物理參數(shù)之間的邏輯關(guān)系

?第２章燃料電池機(jī)理與老化分析???????１?１?＂?＊１?－電??ｆｉｆＳｆｌ??１＿三畫１：１１??ＢＰ?＇?Ｉ?ＡＧＤＬ?ＡＣＬ?ＰＥＭ?ＣＣＬ?ＣＧＤＬ?Ｉｆ?Ｉ?ＢＰ??ＡＧＤＬ：陽極氣術(shù)ｒｍｓ?ＣＧＤＬ陰極氣＃ｒｍｇ??ＡＣＬ：陽極催化劑層?ＣＣＬ陰極催化劑層??ＰＥＭ：質(zhì)子交換膜?ＢＰ：馭極板??圖２．１質(zhì)子交換膜燃料電池反應(yīng)機(jī)理??Ｈ２?？?？??Ｈ２?．＊??‘?Ｄ?Ｚ氣??反應(yīng)物ｍ２／ｏ，）?＼、?’＇??＾?＇?＼＾０?ｖ．??４ｎｃ??欺?ｎ＼?．Ｈ：０?…？??Ｕ、、?（Ｈ，??產(chǎn)物（ＨａＯ）??ｖ?■■丨■丨■＿■■■■?？??ＳＭｉｉＭ??圖２．２氫－氧化合反應(yīng)過程能量變化??值，如式（２．４）所示。??Ｗｅ，ｅｃ?＝?－ＡＧ?（２．４）??燃料電池所作電功可以表示為陰陽極電壓差￡和遷移電荷ｇ的乘積，并且??電荷是由電子攜帶，因此燃料電池輸出電功可以表示為：??Ｗｅｌｅｃ?＝?－ｎＦＥ?（２．５）??其中，《為遷移電子的摩爾數(shù)；Ｆ為法拉第常數(shù)。聯(lián)立式（２．４）和（２．５）可知：??ＡＧ?＝?－ｎＦＥ?（２．６）??在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，氫氧燃料電池的吉布斯自由能變化ＡＧｇ為－２３７ｋＪ／ｍｏｌ?（產(chǎn)物??為液態(tài)水），則標(biāo)準(zhǔn)狀況下的可逆電壓為：??Ａ?／＾〇??Ｅ０?＝?＝?１．２２９?Ｖ?（２．７）??ｎＦ?ｖ?’??１７??

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【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]儲能鋰電池系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)與熱故障診斷研究[D]. 魏婧雯.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2019



本文編號：2938956