车用质子交换膜燃料电池启停工况研究进展

使用寿命是限制质子交换膜燃料电池（PEMFC）商业化的主要问题。汽车复杂的工况条件加速了燃料电池的老化,因此,需要全面了解PEMFC各种工况下性能衰减机制,以促进其商业化发展。文章主要讨论了启停工况的相关研究背景和进展,分析了燃料电池在启停过程中的气体分布情况,并总结了导致燃料电池性能衰减的主要机理。最后,文章介绍了启停工况下的缓解策略,包括材料改进和系统控制,为解决PEMFC性能衰减问题和提高燃料电池寿命提供依据。     

车用质子交换膜燃料电池典型工况的试验研究

针对发动机的典型工况,对车用低压燃料电池堆性能的影响因素进行了试验研究。怠速工况主要研究不同进气湿度、不同空气过量系数及不同进气压力对电堆性能的影响;额定工况主要研究过饱和增湿下积水对电堆性能的影响。结果表明:适当的过饱和增湿以及增加电堆的进气压力能改善电堆的怠速性能;在高负荷高湿度的情况下,电堆内部存在积水现象,影响电堆单片电压的一致性。     

车用燃料电池电堆关键技术研究现状

"双碳"政策大大推动了氢能的发展,而燃料电池作为氢能利用的最佳方式,迎来了新一轮的研究与产业热潮,尤其是商业化较为成熟的车用质子交换膜燃料电池(PEMFC)引发了众多关注.膜电极(MEA)和双极板(BPP)是PEMFC电堆的两大核心部件,决定了电堆的性能和成本.水热管理和低温启动技术对于电堆性能的实现和实际应用的推广也...     

车用质子交换膜燃料电池系统技术现状

详细介绍了车用质子交换膜燃料电池(PEMFC)系统的组成,描述了目前国内外PEMFC系统的技术状态及技术指标.     

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。     

燃料电池是21世纪最有希望的一种新能源（二）——燃料电池的商业价值和研发情况

4.PEMFC燃料电池汽车商业化存在的问题 (1)价格问题 现在PEMFC燃料电池价格为1000～2000美元/kW。1997年加拿大巴拉德动力系统公司生产的PEMFC燃料电池车销售价格为每辆150万美元。如带燃料重整系统的PEMFC燃料电池车以年产50万件的PEMFC燃料电池系统生产成本为300美元/kW,是车用内燃机50美元/kW的6     

车用燃料电池发动机水平衡系统设计

车用质子交换膜燃料电池(PEMFC)发动机已逐渐开始发展,其水平衡系统已成为需要解决的关键技术之一.文章参考国内外的技术成果和方法,阐述水平衡系统对于车用PEMFC发动机的重要意义,并提出水平衡系统的设计方法.     

车用质子交换膜燃料电池系统中气/气增湿器动态建模与影响因素分析

为研究车用质子交换膜燃料电池(PEMFC)系统的动静态特性,调节电堆入口气体相对湿度,匹配和优化PEMFC系统,本文中建立了其气/气(G/G)增湿器的动态数学模型,特别考虑了膜中水传递的动态特性。从PEMFC系统层面上对增湿器干侧出口气体相对湿度的若干影响因素进行了分析,得出一些有益的结论。     

质子交换膜燃料电池(PEMFC)移动电源技术

燃料电池(FC)是一个新兴的研究领域。质子交换膜燃料电池(PEMFC)技术目前正处于实验室研究开发和逐渐走向实用化的阶段。介绍了PEMFC的单电池组成和工作原理,分析了PEMFC的技术发展及其特点,提出了新型PEMFC移动电源系统的体系结构,详细研究了PEMFC移动电源研发的关键技术,并指出了PEMFC移动电源技术的发展趋势。     

基于单/双点线性化的质子交换膜燃料电池发动机温度预测控制研究

在已有的45 k W级质子交换膜燃料电池(Proton Exchange Membrane Fuel Cell,PEMFC)发动机模型的基础上,将电堆冷却液旁通阀开度、大循环旁通阀开度、水泵转速、风扇开度设定为操控变量,电堆温度设定为输出量,分别设计了单点线性化全工况预测控制(Model Predictive Control,MPC)控制器和两点线性化双MPC控制器,对PEMFC发动机电堆温度进行控制和分析。在相同的仿真环境条件下,分别运行两种控制算法进行仿真运算,并对其结果进行对比分析。仿真试验结果表明,两点线性化双MPC控制的控制效果优于单点线性化全工况MPC控制。     

燃料电池发动机启动过程效率特性分析

启动工况是车用发动机的主要动态工况之一,燃料电池发动机在启动过程中的效率特性可以很好地反映该发动机的动态性能。通过试验研究的方法分别对氢气利用率、燃料电池堆效率以及系统效率随着启动时间的变化特性进行了分析,并对负载上升时出现的效率异常现象进行了研究。最终得到了燃料电池发动机在启动过程中的效率特性和影响效率的因素。     

车用燃料电池发动机模型搭建及仿真研究

利用AMESim搭建质子交换膜燃料电池(PEMFC)发动机单电池和电堆瞬态仿真模型,同时利用某80 kW质子交换膜燃料电池电堆试验数据验证了该仿真模型的正确性,为燃料电池的仿真及预测分析提供了一种新的工具.通过此模型研究了燃料电池电堆的运行参数如气体压力、温度等对电堆性能的影响,同时也预测了阳极侧杂质气体含量对电堆性能的影响.     

质子交换膜燃料电池技术发展与温度控制

质子交换膜燃料电池(PEMFC)目前正处于实验室研究开发和逐渐走向实用化规模化的阶段。针对PEMFC长期工作稳定性差和难于控制的这一问题,在介绍PEMFC工作原理和技术发展的基础上,分析了温度分布参数对PEMFC电池性能的影响,从应用的角度出发,研究了PEMFC温度控制的特点,提出了PEMFC温度控制的新方法。     

基于模型预测控制的水冷型燃料电池冷却系统研究

针对传统温度控制方法在水冷型质子交换膜燃料电池(PEMFC)冷却系统中应用时出现温度波动较大、调控时间长、能耗高等问题,以某款氢燃料电池冷却系统为研究对象,利用一维软件搭建氢燃料电池冷却系统计算模型,并对标台架试验,验证了计算模型的可靠性。在此基础上,设计开发模型预测控制器,经计算分析可得,相比于原有PID控制器,采用模型预测控制(MPC)策略的PEMFC温控能力更强,温度波动明显得到改善,同时降低了氢燃料电池冷却系统的能量消耗。     

燃料电池发动机系统空气加湿器实验研究

由于质子交换膜燃料电池(PEMFC)性能受反应气体的湿度影响很大,进气湿度必须加以控制,其大致范围应高于80%,低于100%。电解质的质子传导能力与水含量成正比,但水分含量又不能过高,否则会引起电解质淹没。当PEMFC在不加湿的情况下,工作温度升高60℃时,反应气体会非常干燥,这对质子交换膜是灾难性的,所以对反应气体加湿必不可少。通过实验证明了某型加湿器能够满足车用燃料电池发动机的需要。     

世界燃料电池车的发展动向(一)--日本氢能与燃料电池实证规划(JHFC project)

日本经济产业省于2004年启动了旨在加速质子交换膜（PEMFC)燃料电池实用化的氢能与燃料电池实证规划JHFC Project （Japan Hydrogen ＆ Fuel Cell Demonslration Project)，预计在4年中完成。其中以日本汽车研究所为主体实施“燃料电池汽车（FCV）实证研究”，以财团法人工程振兴协会(ENAA)为主体实施“燃料电池车用氢能供应设备实证研究”。     

车用质子交换膜燃料电池堆阴极进气系统模拟及优化

车用质子交换膜燃料电池堆进气系统的布置对其性能有着重要的影响。将实际燃料电池阴极进气系统进行简化,采用Fluent软件对不同的阴极进气形式进行模拟分析。结果表明,采用两头双进口进气的布置方案或者高压系统可以使得电堆内的不均匀性得到显著改善,但采用高压系统会导致电堆效率下降。     

车用氢燃料电池系统性能测试评价标准体系分析

为了进一步推动车用氢燃料电池系统性能测试标准的完善统一,促进全国车用燃料电池行业标准体系的全面发展。文章分析了国内外各种应用场景下的氢燃料电池性能测试相关标准,提炼出可用于车用氢燃料电池系统性能测试的相关试验标准。通过对比各标准中性能测试的试验方法及评价指标,分析各标准对车用场景下的氢燃料电池性能测试适用性,提出较为全面的车用氢燃料电池系统性能测试评价标准建议。     

燃料电池发动机性能测试若干问题探讨

针对目前开展的燃料电池发动机性能测试,对怠速工况、冷起动的定义、燃料电池发动机系统效率计算方式、绝缘电阻、测试工况等所存在的问题进行探讨,并提出相关建议。     

大功率PEMFC堆环境适应性分析

在车辆行驶过程中,质子交换膜燃料电池（PEMFC）堆性能受到发动机运行环境的影响。目前关于 PEMFC 堆环境适应性的研究,研究对象多为小功率的 PEMFC 堆。以大功率PEMFC堆为试验对象,采用控制变量法探究不同环境因素对PEMFC堆性能衰退的影响。结果表明:冷却液温度对PEMFC堆性能衰退 的影响较小;空气相对湿度和气体温度对PEMFC堆性能衰退的影响明显;氢气相对湿度对PEMFC堆性能衰退的影响不明,需要进一步探究。