燃料电池发动机电堆可靠性分析

发布时间：2021-03-10 05:37

　　质子交换膜燃料电池（PEMFC）,作为电池能源,相比于其他类型的电池有着明显的工作环境优势,作为能源,又比传统能源有着明显的污染低等优势。在近来的能源领域它已经逐渐的被重视起来。但是作为一种可能取代化石燃料的新型能源,其能安个稳定的进行工作就显得至关重要。因此,对PEMFC的可靠性的研究就显得尤为重要。本文针对某种60KW的燃料电池的可靠性问题展开研究。本文从基于故障树和基于数学模型两个方面对PEMFC的可靠性进进行了分析。介绍了不同种类的新能源电池,介绍了燃判电池的工作原理及分类。分别对燃料电池中的膜、电极、双极板的可靠性问题进行了阐述。对燃料电池的装配及密封可靠性、运行可靠性、控制系统的可靠性进行介绍。建立了电堆火效的故障树模型,并对模型进行了定性和定量分析,求得最小割集及最小割集的概率重要度和关键重要度。建立了用于质子交换膜建模的微观物理模型、扩散模型、液压模型以及联合模型。对质子交换膜建立了质量和组分守恒方程、能量守恒方程、质子传输方程和水的活性方程。并对质子交换膜进行了 matlab仿真计算。又对气体扩散层、催化剂层和流场板进行了建模。最后对螺栓的预紧力进行了建模,使用mat... 

【文章来源】：大连交通大学辽宁省

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图２．１质了？交换膜燃料电池（ＰＥＭＦＣ）工作原理??Ｆｉｇ．?２．１?Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ?ｏｆ?Ｐｒｏｔｏｎ?Ｅｘｃｈａｎｇｅ?ｍｅｍｂｒａｎｅ?ｆｕｅｌ?Ｃｅｌｌ?（ＰＥＭＦＣ）??氢氧燃料电池以电解液为媒介，所需的燃料是氢和氧

?：??＼，■■ｉ??图２．１质了？交换膜燃料电池（ＰＥＭＦＣ）工作原理??Ｆｉｇ．?２．１?Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ?ｏｆ?Ｐｒｏｔｏｎ?Ｅｘｃｈａｎｇｅ?ｍｅｍｂｒａｎｅ?ｆｕｅｌ?Ｃｅｌｌ?（ＰＥＭＦＣ）??氢氧燃料电池以电解液为媒介，所需的燃料是氢和氧。在工作过程中，把氢气输入??到负极，氢气在催化剂的作用下被分解为氢离子和电子，电子沿外电路导线移动，氢离??６??

以顶事件为研究对象，从上而下进行逐层演义，分析导致上一层发生的每一个可能??的原因。根据内边界的要求，演绎到最底层，得到底事件。以燃料电池电堆失效为例，??得到图３．１的典型故障树和表３．１的故障树主要图形含义表。??ＰＥＭＦＣ电堆失效??（顶事件）??＾１??直接故障原因１?直接故障原因２??（中间事件）?（中间事件）??＾１?＆??－，－１??Ｉ??事件＾?事件ｊ?事件＾??图３．１?ＰＥＭＦＣ电堆失效的典型故障树??Ｆｉｇ．?３．１?Ｔｙｐｉｃａｌ?ｆａｕｌｔ?ｔｒｅｅ?ｏｆ?ＰＥＭＦＣ?ｓｔａｃｋ?ｆａｉｌｕｒｅ??１４??

【参考文献】：
期刊论文
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[3]燃料电池汽车研究现状及发展[J]. 李建秋,方川,徐梁飞.  汽车安全与节能学报. 2014(01)
[4]质子交换膜燃料电池三维稳态数值模拟[J]. 郭玉宝,朱红,魏永生,郭志军.  计算机与应用化学. 2014(02)
[5]基于示范运行的燃料电池轿车可靠性分析[J]. 王树英,郑松林,陈铁,刘新田.  机械强度. 2014(01)
[6]燃料电池技术发展现状与展望[J]. 侯明,衣宝廉.  电化学. 2012(01)
[7]发动机研制中可靠性工作的总体思路和方法研究[J]. 李伟,夏爱国,何竣.  航空工程进展. 2012(01)
[8]T-S模糊故障树重要度分析方法[J]. 姚成玉,张荧驿,王旭峰,陈东宁.  中国机械工程. 2011(11)
[9]提高重要度的兼容性算法——联合关键重要度[J]. 毕卫星,郭成宇.  大连交通大学学报. 2010(05)
[10]一种改良的联合重要度算法[J]. 毕卫星,陈建军.  大连交通大学学报. 2009(05)

硕士论文
[1]质子交换膜燃料电池的建模与仿真[D]. 刘鹤.华北电力大学 2012
[2]不同工况下PEM燃料电池性能研究[D]. 张亚.南京航空航天大学 2007



本文编号：3074142