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。     

质子交换膜燃料电池车用怠速特性仿真研究

车用燃料电池在怠速工况下的运行性能是制约其商业化的技术挑战之一。运用基于商用计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)软件Fluent及其质子交换膜燃料电池(Proton Exchange Membrane Fuel Cell,PEMFC)模块,建立了PEMFC三维稳态数学模型并进行了车用怠速工况下的仿真研究。应用正交试验法,研究了燃料电池怠速性能的操作参数影响因素。在Fluent软件环境下分析了怠速工况和额定工况下燃料电池的内部流场,并分析了异同。实现对于燃料电池在怠速工况下运行性能的优化。     

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     

质子交换膜燃料电池在电动车辆上的应用

文章分别介绍并讨论了国内外质子交换膜燃料电池(PEMFC)在电动汽车上的应用现状,描述和总结了各类电池汽车的前景和各自的竞争力,分析了当前燃料电池汽车商业化需要解决的问题,如氢气的供应、成本以及存在的技术问题。     

车用PEMFC电堆低温起动试验研究

根据质子交换膜燃料电池(PEMFC)电堆起动和停机的控制策略,建造了PEMFC电堆低温起动平台。用20mm厚的软橡塑泡沫、聚苯乙烯和真空绝缘板将电堆密封,在-10℃环境舱内分别进行保温试验研究;当电堆中最冷的电池阴极催化层的温度达到触发温度(0℃)时,起动并加载PEMFC电堆至某一低温起动试验工况。试验结果揭示了PEMFC电堆低温起动的某些规律,为燃料电池汽车的商业化提供技术基础。     

质子交换膜燃料电池在电动车辆上的应用

本文分别介绍并讨论了国内外质子交换膜燃料电池(PEMFC)在电动汽车上的应用现状,描述和总结了各类电池汽车的前景和各自的竞争力量,分析了当前燃料电池汽车商业化需要解决的问题,如氢气的供应、成本以及存在的技术问题。     

质子交换膜燃料电池汽车的商业化

质子交换膜燃料电池（PEMFC）工作温度低，适宜于较频繁起动的场合，并具有起动快、功率密度高以及续驶里程长等优点，因此它被认为是车用燃料电池的最佳选择，有望成为取代目前汽车动力的动力源之一。但质子交换膜燃料电池汽车的成本高、寿命短以及燃料问题严重制约了其商业化，本文就对这三个方面问题进行阐述。     

一种全功率燃料电池乘用车整车工况运行试验数据分析

随着技术进步,燃料电池汽车在百公里加速时间、续驶里程、燃料加注时间、低温启动等方面基本与传统车性能相当,燃料电池汽车逐渐进入市场化推广阶段。文章对全功率型燃料电池乘用车分别进行NEDC、WLTC和CLTC运行工况的动态试验,并对三种工况下的动力性及能量分配等进行研究,以供同行参考。     

PEM燃料电池耐久性概述以及在车辆上应用的挑战与应对策略

开发具有较长寿命的燃料电池或要对燃料电池有正确合理的应用,都需要全面了解它的性能衰减机制,以及每种机制的压力源。基于文献研究法,分析概括出燃料电池可能的衰减机制和压力源,再根据衰减机制与压力源分析当燃料电池应用于车辆时带来的问题与挑战,以及相应的解决策略。     

质子交换膜燃料电池核心组件分析

膜电极和双极板是影响质子交换膜燃料电池性能的关键组件,也是质子交换膜燃料电池实现商业化的必要条件。文章对质子交换膜燃料电池的工作原理、结构进行了分析,重点对质子交换膜燃料电池的膜电极、双极板等几大关键部件进行了讨论。     

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。     

巴拉德动力系统公司竞争力状况浅析

0引言巴拉德动力系统公司(Ballard Power Systems)一直致力于汽车燃料电池的研发和生产,是质子交换膜燃料电池(PEMFC)技术领域中的世界先驱公司,自1983年以来,巴拉德公司一直从事开发和制造燃料电池。1992年巴拉德公司在政府的支持下,为运输车研制了88 km的PEMFC动力系统,     

质子交换膜燃料电池催化剂研究进展

降低催化剂成本、提高催化剂性能是燃料电池汽车实现商业化的前提。本文结合质子交换膜燃料电池关键材料催化剂的现状,主要从铂基催化剂、其他贵金属催化剂和非铂基催化剂对质子交换膜燃料电池催化剂研究进展和热点进行分析及展望。     

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。     

燃料电池汽车动力系统功能分析及仿真研究

本文通过介绍燃料电池汽车动力系统的构型方案,分析了燃料电池汽车的系统功能、驾驶模式以及控制策略。基于CRUISE仿真软件,搭建了某款燃料电池样车的整车及动力系统模型,在NEDC工况下进行了性能仿真计算分析。结果表明,在样车开发设计阶段,利用仿真软件对其进行计算研究,可以提前起到预测车辆性能指标的作用。同时在文章结尾,对燃料电池汽车的发展进行了展望,提出了相关建议,为工程设计人员提供参考和借鉴。     

燃料电池是21世纪最有希望的一种新——国内、外汽车公司研制的燃料

一、通用汽车公司 2000年通用汽车公司开发了“氢动一号燃料电池”概念车,以欧宝赛飞利紧凑型旅行车为基型车,以液态氢为燃料的PEMFC燃料电池车,最高车速140km/h,0～100km/h加速时间为16s,续驶里程400km(见题图)。2001年通用汽车公司又开发了一辆以雪佛兰S-10皮卡为基型车的汽油重整(第三代)的PEMFC燃料电池车。 二、福特汽车公司 1995年1月在北美底特律国际汽车展上展出了P2000燃料电池概念     

燃料电池在中国的发展及其在电动车辆上的应用

综述了燃料电池在中国的发展现状。指出可以用于电动车辆动力源的燃料电池种类,包括碱性燃料电池、磷酸燃料电池、固体氧化物燃料电池和质子交换膜燃料电池,中国近年来燃料电池发动机的研发则主要集中在质子交换膜燃料电池上。质子交换膜燃料电池在汽车上的规模应用有助于降低燃料消耗,减少大气污染。燃料电池技术应用于电动车辆的过程中还需要解决一系列问题,这些问题涉及燃料的制备、储存和分配以及燃料电池发动机的小型化、燃料电池汽车整车的重新设计、成本的降低等。笔者对这些问题进行了初步的分析。     

PEMFC燃料供给系统压力分布的影响分析

改善燃料供给系统压力对电池系统性能的影响，对PEMFC商业化进程具有重要意义。通过商业软件FLUENT实现数值模拟计算，提出在流道内部放置不同结构形状的增压结构，以控制燃料供给压力，对比分析其对电池性能的影响；提出单独在阳极流道增加阳极增压结构的压力降控制方法，该方法能显著提高电池性能，电池功率密度对比传统的蛇形流道提高0.4%～1.2%。     

国内燃料电池电堆技术进展综述

国际氢能与燃料电池汽车大会是国内燃料电池行业举办的国际一流的年度行业盛会,聚集全世界氢能与燃料电池技术的开发者、燃料电池汽车制造商、氢能燃料电池领域投资者和政府政策的制定者,携手促进氢能及燃料电池汽车的商业化发展。本文以第四届氢能与燃料电池汽车大会内容为基础,结合目前行业发展现状对国内燃料电池电堆、膜电极以及双极板的技术进展和发展趋势进行了简要阐述。     

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。