基于原位检测的PEMFC水管理策略研究

发布时间：2022-02-17 19:52

　　近年来,全球工业化进程受到来自于能源储量以及环境方面的限制越来越大,因此,各国政府逐渐将目光聚焦到对新型能源的研究上,其中氢能是最受瞩目的能源形式。风冷燃料电池（PEMFC）作为一种利用氢能的能量转换装置,被广泛用于无人机、备用电源等领域。而风冷燃料电池内部环境复杂,特别是对水分布的检测十分困难。水分布与电堆输出性能密切相关,而对水分布的检测是研究水管理策略的必要条件。本文通过基于分区电池的原位检测技术对水分布进行检测,分析出温度、装配压力以及阳极尾排是影响电堆内部水分布的关键因素。基于以上因素,提出一套适用于风冷燃料电池整个运行过程中的水管理策略,将本文所用风冷燃料电池的最大电流输出能力提升了40%,本文主要工作如下:首先,设计搭建了燃料电池原位检测系统,主要分为硬件设计与软件设计。对该系统进行了离线测试,得到各分区阻抗的方差都低于0.011,然后通过在线测试,得到整个系统测试误差低于4.5%,特别的,当电流大于20A时,测试误差低于1%。该原位检测系统各分区阻抗一致性高以及在不同电流下的性能线性度好。其次,利用所设计的检测系统对风冷燃料电池堆进行了稳态实验。基于实验结果,分析本文所... 

【文章来源】：电子科技大学四川省211工程院校985工程院校教育部直属院校

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 原位检测技术研究现状
        1.2.1 基于电化学检测的原位检测技术研究现状
        1.2.2 基于物理/化学检测的原位检测技术研究现状
        1.2.3 不同原位检测技术的对比
    1.3 水管理策略研究现状
    1.4 本论文的结构安排
第二章 燃料电池原位检测系统设计与验证
    2.1 燃料电池原位检测系统设计
        2.1.1 燃料电池原位检测系统硬件设计
        2.1.2 燃料电池原位检测系统软件设计
    2.2 燃料电池原位检测系统验证
        2.2.1 离线模拟测试验证
        2.2.2 在线运行测试验证
    2.3 本章小结
第三章 燃料电池堆电流分布检测与水分布分析
    3.1 电堆反应温度分析
    3.2 内部电流分布与水分布的对应关系
    3.3 不同输出电流条件下的水分布分析
        3.3.1 低电流运行条件下的水分布
        3.3.2 中等电流运行条件下的水分布
        3.3.3 高电流运行条件下的水分布
        3.3.4 全电流运行条件下的水分布
        3.3.5 水分布影响因素分析
    3.4 本章小结
第四章 燃料电池电堆的水管理策略研究
    4.1 基于温度调控的水管理策略
        4.1.1 管理策略设计
        4.1.2 实验与分析
    4.2 基于阳极间断尾排的水管理策略
        4.2.1 管理策略设计
        4.2.2 实验与分析
    4.3 基于温度调控及阳极间断尾排的水管理策略研究
        4.3.1 管理策略设计
        4.3.2 实验与分析
    4.4 本章小结
第五章 全文总结与展望
    5.1 全文总结
    5.2 后续工作展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]燃料电池现状与未来[J]. 衣宝廉.  电源技术. 1998(05)



本文编号：3630011