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。     

燃料电池发动机测试系统开发及应用

根据国家和行业标准,结合企业实际产品开发需要,自主开发100kW燃料电池发动机测试系统。系统基于LabVIEW编程环境,搭建了软件平台主程序和设备控制、数据采集、记录、报警等核心子程序,设计了便于操作的人机交互软件。自主设计匹配电源模块、氢气供给模块、电堆冷却模块、辅助冷却模块、电子负载等关键模块,进行了燃料电池发动机起动特性、稳态特性、额定功率、峰值功率、动态响应特性等试验验证。通过验证,该系统可实现对燃料电池发动机动态温控、变载循环工况的精准控制,为产品开发提供了有效的测试数据支撑。     

质子交换膜燃料电池系统的最优工作温度研究

在完成燃料电池系统集成后,需要对整个系统的运行参数进行进一步的优化.本文对50kW燃料电池系统进行活化,分别在在55℃、60℃、65℃、68℃、70℃运行温度标定工况,根据不同温度下运行工况后的电堆内阻及80％额定功率下电堆电压确定燃料电池系统的最佳运行温度.研究表明,该燃料电池系统的最佳工作温度为68℃.     

车用质子交换膜燃料电池电堆耐久性问题研究综述

近年来,在国内外研究人员的不懈努力下,燃料电池技术取得了长足的进步。但是,耐久性差和可靠性不足,仍然是阻碍其大规模商业化的重要因素。现阶段针对燃料电池性能衰减问题的研究,从关键组件到核心材料,有很多新的观点、规律和机理,已经得到大家的认可。然而,燃料电池内部微观层面的复杂的结构蠕变和粒子传输特性衰变,依然模糊不清。本文主要介绍了燃料电池的基本原理,以及在典型车载燃料电池工况包括启-停工况、怠速工况、动态负荷工况、额定功率工况和过载工况下的衰减过程机理。这些研究成果的综述,对质子交换膜燃料电池堆耐久性机理研究及耐久工况的设计实施具有重要意义。     

节温器布置形式对质子交换膜燃料电池电堆冷却性能的影响

运用一维仿真软件建立质子交换膜燃料电池液冷系统模型,研究了不同节温器布置形式对系统的性能影响。对某额定功率30 kW的燃料电池发动机在4个不同工况点进行液冷系统散热特性仿真:在节温器一进两出的布置形式下仿真结果与试验数据基本一致,电堆出口温度仿真值与实测值相对误差分别为0.5%、1.5%、2.4%、4.9%;节温器两进一出的布置形式下液冷系统中冷却液温度变化平缓而均匀,前10 s和第10~50 s之间的温度变化率之差较一进两出形式低36.85%,更有利于电堆的长期高效运行。     

燃料电池汽车动力总成结构配置及参数优化匹配

结合燃料电池大客车动力系统的实际开发过程,分3个步骤阐述燃料电池汽车动力总成结构配置和参数匹配的一般方法。第1步,通过分析燃料电池的特性论证了动力总成结构配置的优化解决方案。第2步,通过分析不同类型功率部件特性阐述了主要功率部件选型的依据,并且根据设计性能要求进行动力总成主要部件基本参数设计。第3步,进行燃料电池混合动力总成参数优化匹配的研究。仿真和实验台测试的结果证明所设计的燃料电池大客车动力总成满足要求。     

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。     

燃料电池汽车混合动力系统参数匹配与优化

首先分析燃料电池的特性得出了动力总成结构配置的优化解决方案,并且根据设计性能要求进行动力总成主要部件基本参数设计;最后基于典型的客车循环工况,建立燃料电池混合动力系统的优化模型,采用序列二次规划算法对混合动力系统的两种能量管理策略进行优化仿真,其结果符合设计要求。     

汽车用质子交换膜燃料电池性能实验研究

对可用于汽车动力源的氢氧质子交换膜燃料电池的性能进行了实验研究，通过测定电压－电流密度曲线等方法研究了质子交换膜燃料电池的性能特点以及电池温度对电池性能的影响，对汽车启动阶段质子交换膜燃料电池的压力特性进行了实验研究。     

燃料电池发动机热管理系统传热与流阻性能研究

根据燃料电池发动机热管理系统性能要求,以某款燃料电池发动机的热管理系统为研究对象,结合各零部件选配方案及管路设计方案,建立了热管理系统流体域三维模型,包括水泵、节温器、散热器、PTC和与之相连接管路,同时计算分析了各零部件的流阻特性及散热器传热系数,最后通过流体仿真研究了大循环与小循环工况下各零部件对热管理系统流阻及温度变化的影响,计算分析可以为燃料电池热管理系统设计提供指导和依据。     

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。     

燃料电池发动机稳态特性分析工具--FCESPAT

介绍了一种燃料电池发动机稳态特性分析工具——FCESPAT,该软件可以根据试验数据建立极化曲线、辅助功率、氢气消耗量等模型,并对燃料电池发动机稳态特性进行分析。该软件大大简化了试验数据的处理工作,具有很强的实用性。     

FCE发动机系统用焓轮加湿器仿真及试验研究

对一种新型的FCE发动机(燃料电池发动机)用焓轮加湿器进行了研究。设计了焓轮加湿器的数学物理仿真模型,并采用有限差分法得到了仿真模型的数值解。仿真结果与试验结果进行了对比,证明了该仿真模型结果是正确的,并且具有较高的精度。     

大功率型氢燃料电池重卡动力系统匹配设计

针对大功率型氢燃料电池重卡动力系统设计尚无成熟控制策略问题,提出了动力系统匹配设计中大功率型氢燃料电池保护优先的控制策略.根据该策略确定设计流程、零部件选型、参数匹配和计算.在此基础上,进行了动力系统构型优化,并基于稳态工况进行了燃料电池选型,同时综合考虑重卡实际工况特性和效率特性对氢燃料电池、动力电池和电机的功率以及...     

燃料电池公共汽车整车道路性能

针对燃料电池公共汽车在示范运行过程中的整车道路性能开展研究。根据示范运行数据,对整车氢气消耗量、安全性以及动力系统耐久性等进行了分析。结果表明,燃料电池公共汽车的整车道路性能满足示范运行要求,但燃料电池系统等国产关键零部件的可靠性和耐久性仍需不断改进。     

某B级燃料电池电动汽车匹配设计研究

针对国内燃料电池电动汽车的研究开发现状,基于成熟的传统汽车研发流程,提出了考虑总成资源、总布置方案和性能仿真的燃料电池电动汽车匹配设计开发流程。基于国外燃料电池电动汽车对标和燃料电池特性,从动力性、续驶里程、制动能量回收功能、燃料电池寿命和整车启动速度等方面,确定了燃料电池电动汽车构型,提出了关键总成匹配方法,并结合国内总成资源选择确定了合适的关键总成资源。在考虑用氢安全的前提下,从总布置和整车性能仿真角度对整车构型可行性进行了验证。提出的匹配设计流程和方法可为燃料电池电动汽车的产品开发提供参考。     

燃料电池系统仿真分析及测试验证

燃料电池系统包含电堆、空气子系统、氢气子系统、冷却子系统，涉及零部件众多。因此在研发初期，通过系统仿真的手段建立燃料电池系统模型，对系统开发具有指导作用。本文首先依据零部件的试验结果及特性参数进行零部件虚拟标定，建立精确零部件模型；然后根据系统流程图搭建完整的燃料电池系统仿真模型；最后通过仿真计算，对系统关键输出性能参数进行评估和预测。将仿真结果与测试数据进行对比校核，结果表明：模型仿真结果与测试数据平均绝对百分比误差最大为4.33%，吻合度较高，验证了此系统仿真模型精度较高，可用于燃料电池系统性能研究，对今后研发燃料电池系统具有重要的指导意义。     

燃料电池客车镍氢蓄电池性能匹配

基于燃料电池客车行驶特性和其能量流控制策略对镍氢蓄电池组的功能需求,依据试验数据分析了镍氢蓄电池脉冲功率容量、可用能量与放电深度的关系特性,从脉冲功率容量、充放电能量和放电深度等方面对燃料电池客车进行蓄电池组性能匹配。装车实践表明,该匹配方法高效可行,不仅极大地提高了车辆的机动性和制动能量回馈吸收,而且避免了以往蓄电池频繁处于过充过放状态的缺陷,提高了蓄电池性能并延长了其使用寿命。     

氢燃料电池卡车动力传动系统参数匹配和性能研究

根据氢燃料电池整车设计参数和性能要求,文章对车辆的动力系统结构和控制策略进行设计,对氢燃料电池、动力电池、驱动电机、变速器和主减速器、车载储氢等系统进行参数设计、匹配选型,基于AVL Cruise对车辆性能进行仿真分析,验证匹配设计方案的合理性.提供氢燃料电池车动力系统结构和控制策略的研究方法,并提供了氢燃料电池车动力...     

燃料电池系统氢循环部件性能测试

搭建了燃料电池系统测试台架，设计了引射器和氢气循环泵两个部件基于燃料电池系统的测试方案，并对引射器和氢气循环泵进行了性能测试和对比分析。测试数据表明，引射器方案的燃料电池系统系统输出功率比氢气循环泵方案大0.1kW～0.3kW，系统效率比氢气循环泵方案低0.2%～0.7%，从燃料电池系统系统层面分析氢循环部件性能可以获得更为全面的评价分析结果。