PEMFC分区集流检测技术研究及启停特性分析

发布时间：2020-04-14 13:21

【摘要】：化石能源的使用所造成的环境问题已经引起了全世界各国的重视,新能源的开发和利用在解决化石能源污染的问题上起着举足轻重的作用。其中,燃料电池由于其高效,稳定,清洁的特点,逐渐成为了各国专家学者所关注的重点。相比其它种类的燃料电池,质子交换膜燃料电池(PEMFC)具有响应迅速,结构简单等优点,拥有极佳的发展前景。但质子交换膜燃料电池的大规模产业化发展却受制于其本身的寿命问题,各种复杂工况下恶劣的环境使得PEMFC的寿命和性能并不令人满意。在影响其寿命的多种工况中,启动过程与停机过程对电池性能和寿命的影响十分严重,因此,针对PEMFC的启停特性开展研究,对于推动我国燃料电池技术发展具有重要意义。本文针对以下内容开展研究:首先,搭建了基于分区集流检测技术的燃料电池测试系统,通过实验的手段,对启动与停机过程中燃料电池内部电压和电流分布情况进行了实验分析。其次,提出了一种新型分区电池的设计,该新型分区电池可在单电堆运行和多电堆并联两种模式下辅助完成数据检测和控制策略设计,有利于研究人员对不同工作状态下的燃料电池特性进行研究。最后,针对影响PEMFC启动与停机过程的因素,设计实验完成了不同条件下启停过程中反向电流特性的检测,研究了电堆温度,相对湿度,氢气吹扫流速(仅针对启动过程)和空气吹扫流速(仅针对停机过程)这四个因素对启停特性的影响,根据分析结果,给出了PEMFC启动与停机过程控制策略的优化建议。
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM911.4

【参考文献】