氢燃料电池发动机热管理系统的控制方案研究

针对目前氢燃料电池发动机系统在变载过程中存在的电堆温度波动较大、热管理子系统响应速度慢等问题,提出了基于电堆功率、电堆进出口冷却液温差、冷却液流量等多参数跟随的热管理控制方案.利用AMESim仿真软件对某款氢燃料电池发动机的热管理系统建立了一维仿真模型,并在典型工况下对不同控制方案进行仿真分析.结果 表明:水泵转速跟随...     

燃料电池重卡热管理研究

燃料电池重卡包含电堆热管理、电池热管理和电机冷却等三套热管理子系统,根据各子系统的温度限值、散热需求和热管理方式,分析了燃料电池重卡整车热管理的基本组成和各子系统的基本原理、基本构造、特点和控制逻辑等,为后续燃料电池重卡的热管理研究提供了依据。     

锂离子电芯传热行为与热管理设计

锂离子电池热管理设计大多从电池封装层面考虑热管理与电池系统的结合,容易忽略对电芯本身传热行为和电芯级热管理设计的细节研究。为此,研究方形锂离子电芯传热行为和影响电芯传热的关键参数,建立方形锂离子电芯传热数学模型,通过不同传热位置、传热面的对比计算进行测试验证,确定方形锂离子电芯最佳的热管理设计传热位置。研究结果可为锂离子电池热管理系统优化设计提供参考。     

面向耐久性提升的车用燃料电池系统电控技术研究进展

车用燃料电池系统耐久性是制约燃料电池汽车发展的技术瓶颈之一。汽车运行工况复杂多变,燃料电池系统内部温度、湿度、压力等运行参数控制难度较大,且处理不当会加剧电堆寿命衰减。本文立足于车用燃料电池系统电控技术,分析了不同的运行工况和运行参数的波动对燃料电池性能衰退的影响,并对燃料电池系统组成、结构、控制器硬件、控制目标和常用管控策略等进行了介绍。总结出,通过功率调节与车载储能装置进行能量分配和功率控制,并结合基于模型的燃料电池系统控制方法可更好地实现温度、湿度、压力等运行参数的管控,保证燃料电池处于合适工作条件,延长使用寿命。最后,展望了车用燃料电池系统电控技术的发展趋势。     

燃料电池汽车热管理系统的研究

基于某燃料电池乘用车的热管理系统模型,计算了该乘用车在匀速、加速、爬坡和不同环境温度下的整车热管理系统的工作特性。可以看出:燃料电池工作温度低、热负荷大,热管理系统无法在全工况满足燃料电池系统散热的需求。在现有的热管理技术条件下,可通过提高燃料电池的工作温度、增加迎风空气流量等方法来增加整车热管理系统的散热量。     

空冷质子交换膜燃料电池性能优化研究综述*

首先介绍了空冷质子交换膜燃料电池的结构、工作原理及特点,然后对目前国内外空冷质子交换膜燃料电池性能优化的相关研究进行综述分析,重点梳理了膜电极组件优化、电堆结构优化和控制技术等方面的研究进展,最后根据综述分析总结得到空冷质子交换膜燃料电池性能优化技术的发展方向。     

燃料电池废热驱动弹热制冷装置性能分析

热驱动弹热制冷是利用形状记忆合金被加热变形来驱动弹热材料相变从而产生制冷效应的新型固态制冷技术。本文设计了一种将弹热制冷装置与燃料电池相结合的组合系统,利用燃料电池产生的废热来驱动弹热制冷装置,以提高能量利用效率,并产生制冷效果。基于燃料电池和弹热制冷的工作原理,采用Simulink建立了全系统动态耦合仿真模型,研究了组合系统的动态工作特性,并分析了运行参数对系统性能的影响规律。结果表明：增加弹热制冷装置能提高整个系统的能量利用效率,电堆工作温度为80℃时该系统可产生1.76 kW的制冷功率,调整电堆工作压强至2.5 atm可最大化系统的综合输出功率和运行效率,电堆电流密度对组合系统的输出功率和运行效率呈现相反的影响趋势。     

基于蓄热装置辅助的燃料电池电动车供暖系统动态仿真

为了辅助燃料电池车辆预热,提升燃料电池在低温下的冷启动速率以及降低电动车能耗,该文提出了一种基于热泵和蓄热装置联合的燃料电池电动车供暖方案,并开展了燃料电池车辆系统动态仿真研究,对比了有无蓄热装置辅助的系统对车辆运行过程的影响。结果表明:在寒冷运行环境下,蓄热装置可确保驾驶循环工况下循环冷却液热量来源的连续性,相较于无蓄热装置的热管理系统,热泵和蓄热联合供暖方案可使空调系统能耗下降26%;利用蓄热装置辅助的供暖系统能够改善燃料电池电动车的冬季冷启动特性,优化车辆电池系统的热管理。     

车用动力电池系统的关键技术与学科前沿

车用动力电池系统在性能、成本、寿命、安全性上的局限是制约电动汽车走向普及的瓶颈。该文对42款电动汽车的动力电池系统进行了统计和分析。整理出并综述了四大关键技术:电池组配技术、热管理技术、电能管理技术、安全保障技术。提炼出这些关键技术的两个基础科学问题:1)多约束、多尺度产热积层体复合系统的产热、传热、散热规律;2)非线性、时变、非均一多个体混联电池系统的建模、辨识及控制理论。展望了车用电池系统的智能化、网络化趋势。     

高压燃料电池发动机进气压力控制试验研究

研究了高压燃料电池发动机空气系统的控制方法,目的是改善空气系统动态响应,减小辅助系统功耗。通过一款高压燃料电池发动机系统,试验对比了开环压力控制和闭环压力控制两种控制算法,并对该系统提出优化方案。研究结果表明,在目前应用中,在不同压力响应阶段结合两种控制方法可以改善压力响应的速度和精度;从长远来看,采用更加优化的控制方法,能够更好地控制燃料电池发动机系统。     

燃料电池发动机热管理试验台测试系统的开发

介绍了基于MODBUS的燃料电池发动机热管理试验台测试系统硬件结构和软件设计方案,通过系统测试证明该系统能够满足燃料电池发动机热管理试验台所需要的基本功能。     

车用燃料电池热管理性能仿真与试验研究

热管理是影响燃料电池性能与寿命的重要因素之一,其中燃料电池热管理系统设计与建模是研究的难点。首先用理论推导方法建立燃料电池的热模型,并通过台架试验验证该模型的准确性。其次建立整车燃料电池热管理系统一维仿真模型,对影响电堆出水温度的风速和风温两个因素进行灵敏度分析。最后通过仿真计算,分析3种典型工况下电堆的出水温度,并开展整车环模试验进行验证。结果表明,所建立的燃料电池热管理系统模型可以准确分析电堆在不同工况下的出水温度,为整车开发过程中燃料电池热管理性能的分析与优化提供参考,对提高燃料电池汽车热管理水平具有实际的工程意义。     

车用燃料电池发动机试验台热管理系统设计

针对质子交换膜燃料电池特性和试验研究的要求,采用温度自动控制和自来水自动掺混补给方法,设计并建立了一套适用于质子交换膜燃料电池发动机台架试验的热管理系统,以保障试验研究工作正常进行,并可同时开展针对燃料电池发动机热特性的试验研究。     

某特大桥健康监测系统设计与评估

研究介绍了特大桥健康监测系统设计研究成果,该系统由六个子系统组成:自动化数据采集与监测系统、电子化人工巡检养护管理子系统、数据存储与管理子系统、综合预警与结构安全评估子系统、用户界面子系统和视频监控工程。通过对监测系统采集的各类数据,如环境温湿度、结构温度、车辆荷载、支座位移、主梁线形等进行分析,结果表明,该系统运行良好,取得了预期的效果。最后探讨了健康监测技术需要深入探索研究的课题。     

燃料电池电动汽车的汽车难关和发展前景

本文在阐述了质子交换膜燃料电池工作原理的基础上，首先介绍了其质子交换膜与催化剂的研究现状。然后针对汽车领域的需要，给出了燃料电池发动机的概念，并对其燃料和氧化剂供给、水／热管理和控制等各子系统所要解决的技术难关进行了系统分析。同时对燃料电池车商业化所必然要涉及的氢燃料供给和价格等问题进行了较客观的论述。最后对燃料电池车的发展前景进行了预测，提出了相应的发展措施。     

汽车复合材料板弹簧模压工艺热学分析

基于商用软件平台,利用共轭传热分析方法,针对汽车用复合材料板弹簧的模压热成型工艺进行了研究。建立了复合材料板弹簧模压热成型共轭传热分析模型,利用该模型以整体加热效率和受热均匀性为评价指标比较分析了加热系统不同进出油口组合方案的优劣,并就串联和并联两种导热油路设计的差异进行了对比。最后,通过在模具内部布置热电偶和在分析模型中设置温度监测点,对采用该分析方法模拟复合材料板弹簧模压热成型工艺的可行性进行了验证。所述计算模型和结果为复合材料板弹簧模压热成型工艺设计提供了数据参考。     

车用质子交换膜燃料电池膜电极关键材料与结构设计进展

各国氢燃料电池汽车已逐渐开始商用,但是氢燃料电池成本高、寿命差等问题仍未解决。从材料与结构出发,重点阐述了膜电极关键材料性能要求、研究进展、模拟仿真和重点企业方面内容。研究结果表明超薄高温低湿质子交换膜、高稳定性低铂催化剂以及高透氧离聚物能有效改善燃料电池膜电极的性能,并在当前实践中得到了应用。同时,在总结现阶段氢燃料电池膜电极研究进展的基础上,指出当前膜电极研究中的发展趋势和不足,并为膜电极产品开发和产业化提出了新的发展思路。     

燃料电池车空气进气噪声测试方法

介绍了燃料电池空气系统进气噪声的测试方法及要求,并应用该方法测试燃料电池汽车不同空气滤清器下的进气噪声,完成结果的对比分析。测试结果为进气系统的优化工作提供了有效的数据参数。     

燃料电池系统性能试验分析与研究

本文基于GB/T 24554-2009《燃料电池发动机性能试验方法》和相关试验要求,对某款燃料电池系统的启动特性、额定功率、峰值功率、动态响应、稳态响应等工作特性制定试验方案,通过燃料电池系统测试台开展性能试验,并对试验数据和性能表现做出分析研究,为产品设计优化和匹配应用提供测评依据。     

质子交换膜燃料电池流场强化传质研究进展

质子交换膜燃料电池作为车载新型动力源具有广阔的应用前景而备受关注。流场板是燃料电池的核心部件之一,起分配反应气体、移除水分与杂质和传导电子等作用。目前对质子交换膜燃料电池流场方面的研究,大多针对常规流道进行了尺寸和流场布置方式的优化,部分研究在流道内部添加不同形式的堵块以增强气体传质,或将多孔介质材料应用于流场板,或设计新型的三维网格流场结构,通过此类方式来优化燃料电池的水热管理,强化传质效果以提高燃料电池的性能。本文中对这些研究进行归纳总结,并得出若干结论。