小型船用PEM燃料电池仿真特性分析

随着能源的逐渐枯竭和环境污染的持续加重,燃料电池的发展越来越受到世界各国的重视,燃料电池具有高效、清洁和环保等特点,特别是质子交换膜(PEM)燃料电池已经得到了广泛的应用。文章基于Matlab/Simulink软件平台,建立PEM燃料电池动态模型,以输入信号源作为外加负载,分析了随负载电流变化时,电池工作温度变化和阴阳极进气压力对PEM燃料电池输出电压和输出功率的影响。仿真结果与实际燃料电池特性曲线基本一致,所搭建的动态模型也能较好的反映PEM燃料电池的动态特性。     

质子交换膜燃料电池冷启动仿真模拟综述

本文综述了质子交换膜燃料电池仿真和模拟,并对其应用做了介绍和分析。     

质子交换膜燃料电池动态响应特性的研究影响

本文针对质子交换膜燃料电池（PEMFC）动态响应特性做了一系列研究实验,结果证明,PEMFC动态响应与电池负载类型、负载的加载方式有密切联系,同样的阶跃电流下,PEMFC加载纯阻性负载比加载纯感性负载响应时间更短,低调更低。同样的操作条件下,相对固定电流取电,固定电压的取电方式不会带来低调电压。     

基于燃料电池船舶混合电力推进系统的功率追踪控制策略

为提升混合电力推进船舶的续航能力,针对小型船舶巡航负荷的特点,组建以锂电池为动力源、燃料电池为增程单元的混合电力推进系统。选取典型船舶确定试验平台运行工况,设计与其相匹配的增程式燃料电池混合动力系统,并搭建质子交换膜燃料电池与锂电池混合电力推进系统的试验台架。以适配巡航工况为目的,基于锂电池荷电状态（SOC）调节功率追踪,获取燃料电池与锂电池间的能量分配策略。研究结果表明,该功率追踪控制策略能实现母线功率输出与模拟船舶工况间的适配。当将锂电池作为主要动力源时,系统发电单元的转换效率可维持在85%左右;当将燃料电池作为主要动力源时,系统发电单元的转换效率仅维持在75%左右。由此说明,以锂电池为动力源、燃料电池为增程单元的混合电力推进系统的设计是合理的。     

燃料电池石墨双极板的流道分析与研究

应用计算流体力学软件建立了质子交换膜燃料电池(PEMFC)流体域的物理模型,并对其进行了模拟分析.对于由PEMFC阳极侧极板的平行流道改进而成的波浪形流道,通过对模拟计算得到的压力分布、进出口压降、流道流量分布与流量差异性、流道流速分布与流速差异性的分析,提出对极板的优化方案.对优化后的方案的流体域模型进行模拟分析,并将计算得到的性能参数与优化前模型的性能参数进行对比分析.结果表明,优化的模型流道流量分布更均匀,流量差异性减小了,进出口压降减小了.为PEMFC阳极流场的研究提供一定的参考.     

燃料电池在舰船上应用前景的研究

文章介绍了燃料电池的特点和类型,从船用的角度分析比较了几种燃料电池的特点,并以PEMFC燃料电池为例与传统的柴油发电机组在性能上进行了比较,最后对燃料电池在舰船上的应用前景作出了分析和总结.     

质子交换膜燃料电池膜电极综述

膜电极是质子交换膜燃料电池的核心部件,决定着质子交换膜燃料电池的性能、寿命以及成本。本文着重介绍了膜电极组成、性能技术指标及技术发展现状,有序化膜电极是质子交换膜燃料电池膜电极技术发展的最具潜力方向。     

船用PEM燃料电池系统动态特性仿真研究

为研究船舶在航行过程中质子交换膜（PEM）燃料电池的动态特性。基于船舶混合动力系统模型建立PEM燃料电池系统集总参数模型,根据船舶航行典型工况,对PEM燃料电池的动态特性进行仿真分析。结果表明在船舶启动、靠离泊航程中,PEM燃料电池电堆工作温度存在明显的滞后性,导致活化过电压、欧姆过电压、浓差过电压存在着明显的过冲现象,从而使得燃料电池输出电压滞后。在船舶负载大幅度变化时,氢气压力、氧气压力和其他组分气体出现大范围变化。本文的研究结果对船用PEM燃料电池控制系统的性能分析、优化设计和实时控制具有一定的指导意义。     

质子交换膜燃料电池在军事上的应用

质子交换膜燃料电池(PEMFC)具有高能量转换效率、低温快速启动、低热辐射和低排放、运行噪声低和适应不同功率要求,能很好应用在军事设备上.国外对PEMFC用于陆地军事设备研究主要有三个方向:单兵作战动力电源(＜100 W)、移动电站(100 W-500 W)和军车动力驱动电源(500 W-10 kW);海军军事设备上应用分为海面舰艇辅助动力源、水下无人驾驶机器人电源和潜艇的驱动电源;空中军事应用主要用于无人驾驶飞机.最后认为随着PEMFC技术发展完善能广泛用于军事系统或装备.     

PEM燃料电池透氢电流密度测试的误差分析

质子交换膜燃料电池(PEMFC)的寿命和耐久性是制约其商业化发展的主要因素。准确表征氢气对质子交换膜(PEM)的渗透能力有助于电池的设计安全和运行安全,提高电池的寿命和耐久性。本文主要对PEMFC透氢电流密度的测试误差进行了分析,发现膜厚度、膜穿孔、膜短路以及测试气体压力和湿度,均会对该测试结果带来误差。     

质子交换膜燃料电池堆的关键技术

本论文介绍质子交换膜燃料电池（Proton Exchange Membrane Fuel Cell)堆的结构组成，膜电极的制备，双极板的材料选择及流场的设计，水热管理等。     

船舶燃料电池与蓄电池混合系统的输出性能

文章建立了质子交换膜燃料电池(PEMFC)和蓄电池混合发电系统的简化电路模型,针对船舶设备的脉动输出特性,理论地分析了混合发电系统的输出性能。分析结果表明：PEMFC与蓄电池组成的混合发电系统的输出峰值功率得到了一定程度的提高;且提高的倍数与脉动负载的占空比、脉动负载的频率、燃料电池的等效内阻、蓄电池的等效内阻有着密切的联系。     

质子交换膜燃料电池非贵金属催化剂综述

催化剂是质子交换膜燃料电池的关键材料,决定着它的性能以及成本。本文着重对含氮-过渡金属化合物催化剂技术现状综述,碳载含氮-过渡金属化合物催化剂是质子交换膜燃料电池非金属催化剂研发的最具潜力方向。     

质子交换膜燃料电池冷启动研究现状

本文阐述了当前国内外质子交换膜燃料电池冷启动研究状况.分析了冷启动过程存在的问题:水冰相变过程导致部件损坏以及反应受阻,总结了当前解决冷启动问题的研究方向及成果,介绍了当前常用的冷启动方法,对今后开展质子交换膜燃料电池冷启动的研究有一定的引导作用.     

质子交换膜燃料电池密封材料研究概述

相较于膜电极和双极板而言,密封材料是当前质子交换膜燃料电池研究领域被忽视被研究的对象。密封材料虽不参与电池电化学反应,但也是决定电池关键因素之一,其性能好坏直接影响电池发电效率和使用寿命。本文主要介绍了PEMFC密封材料的种类和技术指标要求,并综述了密封材料国内外研究现状。     

燃料电池锂电池混合动力船舶建模与仿真

全电动绿色船舶除了使用电力,还越来越多地采用替代能源,如燃料电池、太阳能电池等。本文建立船舶混合动力推进系统,采用燃料电池和锂电池并联作为混合动力。在功率不足时,锂电池提供额外的功率以满足负载需求。为了模型比较贴合实际,使用真实数据对混合动力系统的子部件进行建模,生成Simulink模型并进行仿真。     

质子交换膜燃料电池铂基催化剂技术发展

质子交换膜燃料电池(PEMFC)是未来氢能时代重要的发电方式,铂基催化剂技术是商业生产质子交换膜燃料电池的核心.本文阐述了铂基催化剂的衰减机制,主要从碳载体处理和铂合金化两个方面对催化性能的影响进行简要论述,为后续对催化剂的开发提供更好的理论指导.     

质子交换膜燃料电池接触电阻研究进展

质子交换膜燃料电池(PEMFC)接触电阻问题是制约其商业化发展的一个重要因素。影响接触电阻的因素可归纳为电池材料、组装参数、工作参数和其他因素。本文主要介绍了PEMFC的接触电阻及其影响因素,并综述了降低接触电阻的方法。     

潜艇用质子交换膜燃料电池动力装置供氢系统的应用研究

本文介绍了质子交换膜资料电池作为潜艇动力的先进性,综述了国外潜艇用质子交换膜资料电池（PEMFC）动力装置供氢系统的应用现状,论述了我国研究PEMFC潜艇动力装置供氢系统的方向。     

船用燃料电池发电系统能量管理动态仿真研究

燃料电池不可直接应用于船舶供能,需要一套辅助系统用于启动和瞬态调控。本文研究一种采用“FC+B”结构的燃料电池双堆能量管理仿真系统,并在MATLAB/SIMULINK搭建仿真平台。仿真结果表明,该能量管理系统具有动态响应速度快,稳态输出性能优良的特点。对船舶燃料电池的产业化具有一定的参考价值。