进气参数对质子交换膜燃料电池性能影响的研究

发布时间：2024-05-25 02:38

　　能源枯竭和环境污染已成为当今世界的两大挑战,新能源的出现和发展为能源可持续发展和环境问题做出了宝贵的贡献。新能源汽车作为新能源的代表之一,正逐渐走向商业化,燃料电池作为代替内燃机的新一代汽车发动机,吸引了诸多国内外学者以及商业家。然而电压衰减一直阻碍着质子交换膜燃料电池(PEMFC,proton exchange membrane fuel cell)性能的提高。合适的相对湿度和进气温度有利于获得均匀的单电池内组分分布,因此作为影响燃料电池水管理系统的重要进气参数,相对湿度和进气温度是本文的研究对象。为研究相对湿度和进气温度对车用燃料电池电压衰减的影响,提出了电池阳极相对湿度(ARH,Anode relative humidity)模型。此模型根据燃料电池气体流道中压力自然下降以及阳极比阴极对水淹更敏感等现象,考虑电池堆中单电池进气压力受进气距离的影响等因素,推导并得到阳极在40℃-100℃相对湿度对电池性能的影响规律。本文内容主要分为三部分:第一部分给出了PEMFC基本理论和一系列控制方程。建立了燃料电池计算模型和网格,并将ARH模型和流体动力学软件Fluent用于计算电池堆中电压衰...

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图2-1PEMFC工作原理图

图2-1PEMFC工作原理图Fig.2-1PEMFCworkingprinciplediagram如下[11]:+-2H→2H+2e+-2212H+2e+OHO2→2221H+OHO2→应过程跟氢的燃烧过程一样，所以它属于一种放....

图2-2PEMFC数值计算流程图

222220.2329(1)HOHOOOCHOMX=×（2-32）式中：Pi是进气压力，单位：kPa；RH是相对湿度。2HK和2OK分别是氢和氧的电学当量，单位：kg/(A·s)；i是电流密度，单位：A/m2；A是活化面积，单位：m2。.3仿....

图3-2燃料电池堆Fig.3-2Thefuelcellstack

图3-1PEMFC测试系统Fig.3-1PEMFCtestsystem本次试验所用燃料电池堆由10片单电池组成，其实物图如图3-2所示，另外图10片单电池的排列位置，离进气口最近的单电池为C1，接着依次是C2、C3、C4…b)燃料电池测试台内部结构b....

图3-3单电池排列位置

图3-3单电池排列位置Fig.3-3Thearrangementpositionofsinglecell3-1所示，测试台的一些装置和具体参数被给出。空压机型号为QT系统型号是NIPXI-1033，32通道。霍尔传感器用来测量电流；D器用来监测温度，....

本文编号：3981583