水冷型PEMFC输出特性研究及优化

发布时间：2021-01-08 21:22

　　质子交换膜燃料电池（Proton Exchange Membrane Fuel Cell,PEMFC）能否稳定、高效、可持续地输出电能是实现商业化的关键问题,本文着重于质子交换膜燃料电池输出特性的研究和优化,应用美国Scribner联合公司提供的型号为890e的PEMFC单电池测试系统和新源动力股份有限公司提供的SP-FCT-30K燃料电池测试系统,研究水冷型PEMFC单电池和10 kW水冷型电堆的输出特性,并针对两种研究对象分别提出了对应的优化策略。主要研究内容如下:（1）研究阴阳极饥饿对PEMFC单电池输出特性的影响,结果显示氧饥饿对PEMFC单电池有着显著的影响,当空气过量系数逐渐减小,极化曲线下降速率加快,最大功率密度值减小,单电池性能加速衰减;而氢饥饿对PEMFC单电池影响较小。（2）分析不同操作条件对PEMFC单电池电化学阻抗的影响,结果表明阴极过量系数对PEMFC单电池高频阻抗的影响最大,温度和湿度次之,阳极过量系数对其影响最小;等效电路的拟合曲线与实际运行的曲线具有一定的偏差,各阻抗的最大绝对误差为2.1609 mΩ,最大相对误差为46.6%,但应用该等效电路能够准确地... 

【文章来源】：西南交通大学四川省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

水冷型PEMFC单电池测试系统

满足燃料电池测试所需。在测试燃料电池的最低电压点时，为了产生足够大的期望电流通过燃料电池，电子负载的设定值必须足够小。（3）数据采集系统在实验过程中，为了实时监测 PEMFC 单片电池的工作状态，同时采集记录实验数据以便于电池性能分析，需要在测试系统中添加一个数据采集系统用于采集记录所有操作参数，并能够将采集到的数据以图像或是数值的形式显示在测试系统软件界面上。需要采集的燃料电池操作参数如下：电池电压、电池电流、电池功率、反应气体流速、电池温度、燃料温度、质量流量、露点以及相关安全参数等等，数据采集频率最大为10Hz。（4）测试系统软件FUELCELL 是该测试平台一个友好的用户用来分析和绘制燃料电池数据的软件，通过数据采集卡与外部设备相连，外部设备的模拟信号和数字信号通过数据采集系统转换成数字信号发送给测试系统软件，并可以通过测试软件进行显示、分析、处理。FUELCELL 软件控制界面如图 2-4 所示。

、加湿系统、氮气吹扫系统、数据采集系统、报警系统及控制系统 2-5 和图 2-6 所示。10kw水冷燃料电池电堆减压阀手阀 电磁阀三通电子负载减压阀手阀 电磁阀氮气中压传感器质量流量计压力传感器湿度传感器温度传感器节温器氢气中压传感器电流电压传感器电流电压传感器压力传感器温度传感器温压一体传感器温度传感器电导率变送器排气氢气压力传感器膜增湿接触器水泵去离子柱板式换热器三通分水器电磁阀排空氮气瓶

【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
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本文编号：2965320