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基于实际运行场景下燃料电池堆振动测试评价方法

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中国标准化 2024年第13期 255-258页

作者：吴迪高岩郭婷中汽研汽车检验中心(天津)有限公司

本文基于燃料电池汽车的应用场景,提出了基于实际运行需求的燃料电池堆的台架振动的测试评价方法。首先,针对燃料电池物流车进行实际路面的载荷谱采集;其次,基于用户关联等损伤的原理,进行全生命周期载荷谱外推;最后,建立了基于物流车... 详细信息

本文基于燃料电池汽车的应用场景,提出了基于实际运行需求的燃料电池堆的台架振动的测试评价方法。首先,针对燃料电池物流车进行实际路面的载荷谱采集;其次,基于用户关联等损伤的原理,进行全生命周期载荷谱外推;最后,建立了基于物流车使用场景的台架振动试验方法。研究表明,燃料电池堆在50 Hz得振动频率最大,200 Hz以上基本没有。

关键词：燃料电池堆使用场景振动

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燃料电池堆流体分布不均匀度的估算方法

天津大学学报 2007年第3期40卷 371-376页

作者：王红星王宇新天津大学化工学院天津300072

在燃料电池堆的运行过程中,燃料或氧化剂等流体在各个单电池板上分布的不均匀性是影响其性能的重要因素．针对流体分布均匀性的问题,以流体在管道中流动的压降计算式作为基本计算公式,经简化整理得出了计算电池堆中流体分布不均匀度的... 详细信息

在燃料电池堆的运行过程中,燃料或氧化剂等流体在各个单电池板上分布的不均匀性是影响其性能的重要因素．针对流体分布均匀性的问题,以流体在管道中流动的压降计算式作为基本计算公式,经简化整理得出了计算电池堆中流体分布不均匀度的估算式．利用此式可以分析流体分配管道和板流道的尺寸以及单电池个数对电池堆性能的影响．此公式可用于燃料电池堆的设计计算．

关键词：燃料电池堆流体分布流体分配管道

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燃料电池堆组件退化现象对输出性能的影响

中国电机工程学报 2012年第5期32卷 86-92页

作者：郑恩辉卫东楼洪肖昌允中国计量学院机电工程学院浙江省杭州市310018

电堆或单电池的组件在长期使用过程中,会出现损耗或功能性退化现象,严重影响发电系统的输出性能和安全可靠性。这种现象的形成有着复杂的内在因素,所造成的输出性能下降形式也难以简单描述。该文首先根据伏–安(V-I)特性曲线各阶段的不... 详细信息

电堆或单电池的组件在长期使用过程中,会出现损耗或功能性退化现象,严重影响发电系统的输出性能和安全可靠性。这种现象的形成有着复杂的内在因素,所造成的输出性能下降形式也难以简单描述。该文首先根据伏–安(V-I)特性曲线各阶段的不同特点,初步研究了组件退化现象对输出性能的影响机制。其次,提出一种基于曲线函数比较的数学方法,实现输出性能下降程度的量化计算。最后,针对多个相同规格、不同使用程度的燃料电池堆,设计实验验证算法有的效性。

关键词：燃料电池堆组件退化伏–安特性分析评价

燃料电池堆多物理场分布特性研究及结构优化设计

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燃料电池堆多物理场分布特性研究及结构优化设计

作者：陈振宇江苏科技大学

学位级别：硕士

燃料电池是一种性能优良的电化学发电装置,可将燃料的化学能直接转化成电能。其中固体氧化物燃料电池(SOFC)因其高效、清洁和燃料形式多样而受到越来越多的关注,在过去的十年中,SOFC单电池的性能和制造技术得到了极大的提高,已经可以基... 详细信息

燃料电池是一种性能优良的电化学发电装置,可将燃料的化学能直接转化成电能。其中固体氧化物燃料电池(SOFC)因其高效、清洁和燃料形式多样而受到越来越多的关注,在过去的十年中,SOFC单电池的性能和制造技术得到了极大的提高,已经可以基本满足商业需求,然而如何在将电池单元堆叠到电池堆中的同时保持电池单元的高性能和如何延长电池堆使用寿命依然是燃料电池技术商业化进程道路上的两大障碍。因此,除了进一步探索新颖的材料外,对SOFC电池堆分析和优化设计理论体系的发展对于燃料电池技术的可持续发展非常重要。(1)首先,对功率为0.5?1.5 k W的多个不同几何参数的20层平板式SOFC电池堆内的空气和燃料流道建立了3D大尺寸流体动力学模型,用于比较和优化这些SOFC电池堆层间和各层上肋道间的空气/燃料的流量分布质量情况。使用电池堆均匀度指数Γ、电堆出入口压降Δp、肋通中气体质量流量的标准偏差因子б来衡量电池堆的性能。研究了各个几何参数,如歧管布局类型,进/排气歧管半径和进/排气集管宽度对于电池堆层间与每层肋道间流量分布质量的影响,并给出了相关结构几何参数的优化建议。(2)基于上述理论,提出了一种新型的SOFC电池堆结构设计方案,其空气流道与燃料流道采用了不同的结构类型,即空气流道采用离散柱形结构形貌的流道,燃料流道采用并行蛇形流道。并通过24层电池堆为例建立三维大尺寸多物理场耦合数值分析模型,评价该设计内部各种物理场分布特性和质量,从层间流量分布、整体温度、电池单元层表面温度组分浓度分布等方面证明这种新型结构的SOFC电池堆设计方案具有良好的性能,值得进一步优化开发。(3)基于上述模型结构,我们对上述电池堆设计方案进行了进一步优化,提出一种具有交叉流,并流和对流流动特征的新型SOFC电池堆结构设计方案。在该方案中,电池堆具有两个独立的空气流道组,通过将奇数层的连接板沿Z轴旋转180度即可得到偶数层堆的连接板。对此结构建立了3D大尺寸多物理场耦合的24层电池堆模型进行分析计算,以证明相较于上述模型,这种具有交叉流-并流-对流综合流动特征的燃料电池堆确实具有更为出色的性能。

关键词：燃料电池堆新型结构设计三维大尺度模型多物理场模拟计算

5kW氢-空质子交换膜燃料电池堆的模型研究

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化工学报 2004年第S1期55卷 250-255页

作者：李晓光曹柳林刘志祥毛宗强北京化工大学信息科学与技术学院北京10029 清华大学核能技术设计研究院北京100084

采用机理模型和经验模型相结合的建模方法建立了一个5kw质子交换膜燃料电池堆实际装置的电化学模型。利用电池堆与单电池之间的内在关系,首先给出了单电池的数学描述,进而建立燃料电池堆的数学模型,其中包括热力学平衡电势、活化极化电... 详细信息

采用机理模型和经验模型相结合的建模方法建立了一个5kw质子交换膜燃料电池堆实际装置的电化学模型。利用电池堆与单电池之间的内在关系,首先给出了单电池的数学描述,进而建立燃料电池堆的数学模型,其中包括热力学平衡电势、活化极化电势和欧姆极化电势等表达式,以及单电池内阻的经验公式。由于难以得到机理方程中的某些关键参数,因此采用实验设计,获得燃料电池堆的实验数据,运用线性回归的数学方法获得机理模型中活化极化电势方程中的相关参数,通过模拟研究和模型验证,所建立的模型可以较准确的描述燃料电池的极化曲线,预估出燃料电池的输出电压。

关键词：质子交换膜燃料电池堆数学模型

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被动式直接硼氢化物燃料电池堆的设计与测试

电源技术 2012年第4期36卷 503-506,510页

作者：马金福柳永宁北方民族大学材料科学与工程学院宁夏银川750021 西安交通大学金属强度国家重点实验室陕西西安710049

设计了一种无膜型被动式直接硼氢化物燃料电池(DBFC)堆,对由4个电池单元(电极面积为2 cm2)通过后空翻式串联而成的电池堆研究表明:其开路电位达3.6 V,最大功率达400 mW;采用KBH4为燃料时DBFC的性能优于NaBH4;放电稳定性主要受硼氢化钾... 详细信息

设计了一种无膜型被动式直接硼氢化物燃料电池(DBFC)堆,对由4个电池单元(电极面积为2 cm2)通过后空翻式串联而成的电池堆研究表明:其开路电位达3.6 V,最大功率达400 mW;采用KBH4为燃料时DBFC的性能优于NaBH4;放电稳定性主要受硼氢化钾水解产生的H2气泡影响较大。

关键词：燃料电池堆硼氢化物无膜型

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大功率质子交换膜燃料电池堆的开发与测试

电源技术 2022年第7期46卷 765-768页

作者：侯向理裴昱宁星杰涂序国余丽浙江高成绿能科技有限公司浙江湖州313000

对大功率质子交换膜燃料电池堆的开发与测试进行了研究。自制催化剂和膜电极表现出了良好的性能和耐久性,电堆在不同操作条件下均表现出良好的适应性。在150 kPa操作条件下,该电堆最大功率可达184.17 kW。

关键词：燃料电池堆催化剂膜电极

基于S32K144的燃料电池堆控制系统设计

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电源技术 2021年第5期45卷 649-651页

作者：韩冬林刘艺柱翟晓晗张杰天津中德应用技术大学天津300350

基于汽车级微控制器S32K144芯片,完成了车用质子交换膜燃料电池堆控制系统的软硬件设计,分别设计了膜电极单模电压检测电路和燃料电池堆控制电路,开发了基于C语言的膜电极电压采集程序和燃料电池堆控制程序,并且用样机验证了设计。

关键词：燃料电池堆控制系统膜电极电压检测

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基于循环工况的燃料电池堆电压一致性评价

电池 2021年第3期51卷 216-220页

作者：侯永平陈锴兰昊同济大学汽车学院上海201804 中国汽车技术研究中心有限公司天津300300

基于车用动态循环工况,对车用燃料电池堆进行1044 h耐久性实验。基于实验数据,从电流和运行时间两个方面进行燃料电池堆电压一致性研究,发现电压一致性随电流的增加和运行时间的延长而变差。在此基础上,提出一种改进的单体电池电压一致... 详细信息

基于车用动态循环工况,对车用燃料电池堆进行1044 h耐久性实验。基于实验数据,从电流和运行时间两个方面进行燃料电池堆电压一致性研究,发现电压一致性随电流的增加和运行时间的延长而变差。在此基础上,提出一种改进的单体电池电压一致性评价方法,指标包括:电压最大偏差率、单体电压波动率和单体电压异众比率。在改进的评价方法中,综合考虑3个指标来评价单体电池电压的一致性,避免单一指标的片面性。该方法能客观地评价电压一致性,具有广泛的适用性。

关键词：质子交换膜燃料电池(PEMFC) 燃料电池堆电压一致性评价方法