基于电参数的燃料电池寿命测试方法研究

发布时间：2020-06-03 15:54

【摘要】：质子交换膜燃料电池(PEMFC)凭借其高效、稳定、快速响应、结构简单的优势,拥有着广阔的发展前景。然而,受制于较短的使用寿命,车载燃料电池商业化仍面临重重阻碍。因此,通过对燃料电池进行寿命测试,研究燃料电池寿命衰减影响因素以及衰减特性,对于提高燃料电池使用寿命,推动燃料电池技术发展具有重要的意义。本文针对以下内容开展研究:首先设计并搭建了燃料电池寿命测试系统,该系统具有自动测试功能,可以减少测试过程中的人为干扰,同时可采集电堆节电压与内阻抗作为表征燃料电池寿命的电参数。然后提出了燃料电池寿命测试方法。该方法在载荷加速效果上进行了优化,并降低了环境因素对加速测试的影响。该方法为了保证测试的准确性与完整性,对燃料电池电堆变载后稳态电压采集时刻进行了研究,并对于测试中出现的缺气和水淹两种可恢复故障,设计一种燃料电池可恢复故障诊断与排除策略。最后对采集的燃料电池电堆节电压与电阻抗数据进行分析,研究了在加速测试下,电参数与燃料电池寿命的关联情况,验证了燃料电池寿命测试方法的可行性。
【图文】：

图 2- 5 燃料电池电化学阻抗谱电池加速应力测试（AST）理论研究燃料电池的寿命，可以采用稳态寿命测试，比如在 2.3.1 节大巴以 32km/h 稳态运行 1100 小时来测试燃料电池寿命。但稳大规模应用，因为它既耗时也昂贵。因此，大多数寿命测试采在加速应力测试时，不同的加速因素如环境加速因素以及负载施加到燃料电池上以获取对应的寿命衰减加速效果，这些加速响电堆的寿命衰减速率[48-49]。.2 节燃料电池寿命衰减机理中已经提出，燃料电池寿命衰减与膜减密切相关，由此可以通过加速膜电极材料性能衰老来达到加目的。从膜电极衰减的机理出发，得到可操控的加速因素分别载荷循环。是燃料电池运行时的重要影响因素，，当质子交换膜燃料电池运

图 3- 2 燃料电池测试平台实物图化工部分硬件结构简图如图 3-3 所示，从图中可知化工部分主要分为空气反应气路，氢气反应气路，氮气吹扫气路，循环冷却水路。电子负载电子负载加湿水箱加湿水箱伴热带加湿水泵空气源氢气源空气流量计氢气流量计空气加湿水箱氢气加湿水箱空气干燥比例调节阀空气加湿比例调节阀氢气干燥比例调节阀氢气加湿比例调节阀空气进气电磁阀氢气进气电磁阀冷却水箱 散热风扇冷却液循环泵单电池1单电池2单电池3单电池4... ... ...单电池n-2单电池n-1单电池n空气排气电磁阀氢气排气电磁阀空气路吹扫电磁阀氢气路吹扫电磁阀氮气源
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TM911.4

【参考文献】

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1 王诚;王树博;张剑波;李建秋;王建龙;欧阳明高;;车用燃料电池耐久性研究[J];化学进展;2015年04期

中国硕士学位论文全文数据库 前2条

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本文编号：2695054