燃料电池增程器供气系统的研究与设计

发布时间：2024-06-12 03:26

　　燃料电池增程器是用于提升纯电动汽车的一次性续驶里程,即在纯电动汽车上增设燃料电池发电系统作为另一个能量源。目前匹配纯电动汽车的燃料电池增程器大多采用从国外进口的石墨板燃料电池堆,结合常压(无背压)燃料电池辅件系统,仅作为车载充电器输出恒定功率为动力蓄电池组充电,并未直接作用于动力输出。常压燃料电池增程器虽控制方式简单,但存在着体积功率密度低、运行温度低、对增湿要求高、以及系统耐久性差等难以克服的问题。为提高燃料电池增程式电动汽车整车动力性能,本课题提出基于金属双极板燃料电池堆的无外增湿、高温、高压、高功率密度增程器系统开发方案。本文则主要针对高压燃料电池增程器供气控制问题进行相关研究,完成了25kW质子交换膜燃料电池(PEMFC)增程器的供气控制系统设计,其中采用PID神经元网络解耦算法和模糊PID算法分别实现了空气流量-压力相对独立控制以及氢气压力跟随控制。本文完成的具体工作如下:首先,对燃料电池增程器相关技术的国内外研究现状进行了总结分析,并提出无外增湿、高温、高压、高功率密度燃料电池增程器开发方案;确定面向车载环境下此方案的功能需求,并据此完成了燃料电池增程器供气系统总体方案设计...

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-2PEMFC发电系统

料电池堆部用电设备的电力需求，将一定数目单片PEMFC串联出电压即为所有单片电池电压总和。气系统和氧化剂反应气体输至燃料电池堆，以供内部电化学产生直流电，如：氢气、空气或纯氧。管理系统池堆的内部电化学反应伴随着热能产生，需对内部温高而增加质子交换膜内阻，甚至烧坏质子交换膜。可....

图1-3燃料电池增程式电动汽车结构

国内外研究现状.1燃料电池增程式电动汽车研究现状20世纪末，W.Anderson,S.Lapp等人率先提出RangeExtender概念.Tate对增程式电动汽车的结构进行了设计研究，并对增程式电动汽车：当车载可充电储能系统能够提供电能时，以纯电动汽车模式运行充电....

图1-4楚天系列燃料电池电动汽车（a）楚天1号（b）楚天2号

图1-4楚天系列燃料电池电动汽车然而，目前商业化的燃料电池增程式电动汽车主要采用小功率燃料电为动力蓄电池组的车载充电器，该结构的电动汽车需要配备大容量的从而导致整车的自身重量增加、动力输出性能较差，无法适应多种工，国内大多采用从国外进口的石墨板燃料电池堆结合常压（无背压）应用....

图2-1空气供给系统结构

P.T—压力、温度传感器，V—电磁阀图2-1空气供给系统结构空气取自工作环境大气，经过滤网滤除杂质，再由空气压缩机进行加压后输至电堆阴极，维持电堆内部电化学反应，出堆空气经背压节气门排入大气中。当负载功率请求发生变化时，由空气压缩机完成空气流量响应，同时，背压节气门配合动作，....

本文编号：3993155