燃料电池系统电效率影响因素分析及其水热管理
发布时间：2021-04-18 09:53
燃料电池系统具有环保、无污染等特点,普遍被认为是“最有前景的车辆能源转换装置”,近些年来在世界范围内受到越来越多的科研工作者以及公司的关注,成为研究热点。燃料电池动力系统依托于电堆本体的氢气与氧气之间的反应产生能量,通过辅助装置为车辆提供动力。其中燃料电池电堆是该系统的核心部件,其电效率影响到车辆的平均成本、行驶里程、性能等,受到温度、湿度的影响较大。因此对温湿度的研究以及合理地控制能够使得燃料电池在高效的工作区间工作,保证运行稳定,发挥最大的性能。本文依托省校共建项目“高比功率燃料电池发动机关键技术研究与平台开发”,首先提出电效率的定义,将电效率的研究转为电压损耗的研究,从电压损耗入手,研究燃料电池在活化段、欧姆段、浓差段工作时的内阻成因,进行了温湿度的影响特性分析,由此获得了在三个工作区间的最佳操作参数。搭建燃料电池试验台架,设计了电流变化负载下的电堆输出性能实验,得出在不同温湿度条件下电堆的极化曲线,进一步研究了电效率的变化趋势,由此验证了温湿度影响电堆输出特性及电效率的具体表现。根据燃料电池系统的组成,设计了包括阴极供气系统、阳极供气系统、水管理系统以及热管理系统,根据极限工况...
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：98 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
燃料电池汽车产量
吉林大学硕士学位论文4FC温湿度耦合特性、外部输出特性与内部工作状态的差异性、内阻及等效电路一直是PEMFC电堆研究的热点及关键问题。在世界范围内，欧洲、美国等传统汽车巨头均进军燃料电池汽车领域，相关部门、企业、政府也大力扶植相关产业。作为未来最终形态，燃料电池行业市场正初具规模并逐步解决各项技术难题。由于中国政府对于新能源汽车尤其是燃料电池汽车的大力扶植与帮助，国内的燃料电池汽车行业进入了发展高峰期。根据数据资料显示，中国燃料电池汽车市场从2014年开始急速上升，于2016年完成生产燃料电池汽车628辆的目标，在2017年累计达到1272辆。值得一提的是，国内的发展路线在现阶段主要是针对于大型客车，在乘用车领域我们还有很长的路要走。图1.1燃料电池汽车产量而在乘用车领域，以美国为代表，日本、韩国、英国等发达国家的技术水平普遍较高，在燃料电池汽车市场占据主要地位。图1.22014-2017各国燃料电池汽车产量燃料电池电动汽车主要由以下几种形式组成：
吉林大学硕士学位论文10（4）第五章，本章主要对本文的研究内容以及得到的结论进行阐述，主要涉及研究内容、方法、过程以及结果，并对作者在研究中发现的问题做出说明，列出未来可能的研究方向。主要研究工作介绍如下图1.3所示：图1.3论文的结构体系
【参考文献】：
期刊论文
[1]燃料电池系统在线辨识和实时最大效率滑模控制方法[J]. 王天宏,李奇,尹良震,苏波,黄文强,陈维荣. 中国电机工程学报. 2019(17)
[2]新能源汽车分类及未来走向[J]. 傅博. 祖国. 2019(08)
[3]基于模糊模式的质子交换膜燃料电池水管理控制[J]. 马晓军,陈晓峰. 装甲兵工程学院学报. 2015(04)
[4]水冷型质子交换膜燃料电池温度控制策略[J]. 陈维荣,李艳昆,李岩,赵兴强. 西南交通大学学报. 2015(03)
[5]接触电阻对PEM燃料电池效率的影响[J]. 王乐萍,张连洪,宋海民,姜军鹏. 电源技术. 2013(05)
[6]质子交换膜燃料电池综合动态模型分析[J]. 陈维荣,张瀚月,李奇. 西南交通大学学报. 2012(06)
[7]基于自适应聚焦粒子群算法的电力系统无功优化[J]. 刘述奎,陈维荣,李奇,林川,段涛. 电力系统保护与控制. 2009(13)
[8]燃料电池空气供应系统建模与动态仿真的研究[J]. 张立炎,潘牧,全书海. 系统仿真学报. 2008(04)
[9]燃料电池系统热管理子系统建模与温度控制[J]. 谷靖,卢兰光,欧阳明高. 清华大学学报(自然科学版). 2007(11)
[10]加湿对PEMFC性能的影响[J]. 陈士忠,吴玉厚. 电池. 2007(05)
博士论文
[1]车用质子交换膜燃料电池湿度软测量研究[D]. 谭保华.武汉理工大学 2014
硕士论文
[1]阳极水含量对车用燃料电池性能影响研究[D]. 崔保庄.北京建筑大学 2019
[2]质子交换膜燃料电池热分布及性能研究[D]. 刘小波.重庆理工大学 2019
[3]基于内阻检测的PEMFC温湿度特性及控制规则研究[D]. 陶泽炎.中国计量大学 2016
[4]燃料电池温度控制研究[D]. 李洁.武汉理工大学 2014
[5]汽油机进气控制算法研究[D]. 刘逢.中北大学 2014
[6]PEM燃料电池助动车控制系统的研究与设计[D]. 欧阳旭.西南交通大学 2012
[7]PEMFC混合动力系统开发及燃料气体压强非线性控制研究[D]. 杨顺风.西南交通大学 2010
[8]基于内阻测试的PEM燃料电池湿度控制系统设计[D]. 蒋卫.武汉理工大学 2009
本文编号：3145274
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：98 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
燃料电池汽车产量
吉林大学硕士学位论文4FC温湿度耦合特性、外部输出特性与内部工作状态的差异性、内阻及等效电路一直是PEMFC电堆研究的热点及关键问题。在世界范围内，欧洲、美国等传统汽车巨头均进军燃料电池汽车领域，相关部门、企业、政府也大力扶植相关产业。作为未来最终形态，燃料电池行业市场正初具规模并逐步解决各项技术难题。由于中国政府对于新能源汽车尤其是燃料电池汽车的大力扶植与帮助，国内的燃料电池汽车行业进入了发展高峰期。根据数据资料显示，中国燃料电池汽车市场从2014年开始急速上升，于2016年完成生产燃料电池汽车628辆的目标，在2017年累计达到1272辆。值得一提的是，国内的发展路线在现阶段主要是针对于大型客车，在乘用车领域我们还有很长的路要走。图1.1燃料电池汽车产量而在乘用车领域，以美国为代表，日本、韩国、英国等发达国家的技术水平普遍较高，在燃料电池汽车市场占据主要地位。图1.22014-2017各国燃料电池汽车产量燃料电池电动汽车主要由以下几种形式组成：
吉林大学硕士学位论文10（4）第五章，本章主要对本文的研究内容以及得到的结论进行阐述，主要涉及研究内容、方法、过程以及结果，并对作者在研究中发现的问题做出说明，列出未来可能的研究方向。主要研究工作介绍如下图1.3所示：图1.3论文的结构体系
【参考文献】：
期刊论文
[1]燃料电池系统在线辨识和实时最大效率滑模控制方法[J]. 王天宏,李奇,尹良震,苏波,黄文强,陈维荣. 中国电机工程学报. 2019(17)
[2]新能源汽车分类及未来走向[J]. 傅博. 祖国. 2019(08)
[3]基于模糊模式的质子交换膜燃料电池水管理控制[J]. 马晓军,陈晓峰. 装甲兵工程学院学报. 2015(04)
[4]水冷型质子交换膜燃料电池温度控制策略[J]. 陈维荣,李艳昆,李岩,赵兴强. 西南交通大学学报. 2015(03)
[5]接触电阻对PEM燃料电池效率的影响[J]. 王乐萍,张连洪,宋海民,姜军鹏. 电源技术. 2013(05)
[6]质子交换膜燃料电池综合动态模型分析[J]. 陈维荣,张瀚月,李奇. 西南交通大学学报. 2012(06)
[7]基于自适应聚焦粒子群算法的电力系统无功优化[J]. 刘述奎,陈维荣,李奇,林川,段涛. 电力系统保护与控制. 2009(13)
[8]燃料电池空气供应系统建模与动态仿真的研究[J]. 张立炎,潘牧,全书海. 系统仿真学报. 2008(04)
[9]燃料电池系统热管理子系统建模与温度控制[J]. 谷靖,卢兰光,欧阳明高. 清华大学学报(自然科学版). 2007(11)
[10]加湿对PEMFC性能的影响[J]. 陈士忠,吴玉厚. 电池. 2007(05)
博士论文
[1]车用质子交换膜燃料电池湿度软测量研究[D]. 谭保华.武汉理工大学 2014
硕士论文
[1]阳极水含量对车用燃料电池性能影响研究[D]. 崔保庄.北京建筑大学 2019
[2]质子交换膜燃料电池热分布及性能研究[D]. 刘小波.重庆理工大学 2019
[3]基于内阻检测的PEMFC温湿度特性及控制规则研究[D]. 陶泽炎.中国计量大学 2016
[4]燃料电池温度控制研究[D]. 李洁.武汉理工大学 2014
[5]汽油机进气控制算法研究[D]. 刘逢.中北大学 2014
[6]PEM燃料电池助动车控制系统的研究与设计[D]. 欧阳旭.西南交通大学 2012
[7]PEMFC混合动力系统开发及燃料气体压强非线性控制研究[D]. 杨顺风.西南交通大学 2010
[8]基于内阻测试的PEM燃料电池湿度控制系统设计[D]. 蒋卫.武汉理工大学 2009
本文编号：3145274
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