过量空气系数对燃料电池发动机输出特性的影响

以一个2kW氢一空质子交换膜燃料电池堆以及由此组成的发动机台架为研究对象，探讨了过量空气系数λ改变所导致的燃料电池堆和发动机输出特性的变化。结果表明，增大λ可提高电堆性能，当λ增大到2，0附近，电堆性能随λ增加速度明显减小，当λ＞3．0时，电堆性能基本上与λ无关。λ=2．0时能够得到最佳发动机净输出功率。     

基于余热利用的燃料电池汽车能量管理策略*

针对锂离子电容器高能量密度和高功率密度的特点,提出一种燃料电池-锂离子电容器新型动力系统构型,设计了基于庞特里亚金极小值原理(PMP)的能量管理策略。考虑锂离子电容器荷电状态(SOC)、燃料电池功率变化率和燃料电池余热利用对各能量源输出性能的影响,建立相应的能量管理策略,并综合分析了不同策略对整车经济性的影响。仿真结果表明:限制SOC和功率变化可在一定程度上提升燃料电池和锂离子电容器的耐久性;考虑燃料电池余热的能量管理策略可以有效降低氢气消耗量,改善整车的经济性。     

AMESim仿真软件在燃料电池系统开发中的应用

利用AMESim软件建立了质子交换膜燃料电池发动机一维仿真模型,包括电堆、空气系统、氢气系统和冷却系统.从空压机选型、电堆运行条件匹配、冷启动和整车经济性四个方面介绍了AMESim仿真软件的应用.仿真结果表明,电堆运行条件对系统零部件选型尤其是空压机影响较大,适当降低进气计量比和进气压力可降低部件功率消耗,提升系统整体...     

氢燃料电池车的发展不能输在起跑线上

氢燃料电池车由于存在不少难点需克服,因此,目前我国氢燃料电池车研发应继续进行,改善燃料电池堆一致性,提高燃料电池堆功率密度,开发长寿命、高可靠性燃料电池系统。开发加压燃料电池系统,进一步提高燃料电池电输出性能,降低成本。     

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。     

质子交换膜燃料电池系统建模与仿真分析

本文基于Amesim软件建立完整的燃料电池系统模型,包含电堆、空气系统、氢气系统和冷却系统模型,研究系统操作条件变化对系统性能的影响,结果表明,该模型可对空气计量比、电堆空入压力、电堆氢入压力、电堆水入温度等参数进行敏感性分析,并选出了最优系统运行操作条件及其对应的系统功率和效率输出,支持系统开发和操作条件优化。     

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。     

博世氢燃料电池中心在无锡奠基

<正>博世集团首个在德国以外的燃料电池中心——博世中国氢燃料电池中心近日在无锡奠基。该中心将为博世正积极布局的车用燃料电池技术在商用车和乘用车领域的应用铺平道路。此次在无锡建立的全新氢燃料电池中心将主要用于研发、试制氢燃料电池动力总成相关产品,具备从关键零部件到电堆乃至燃料电池系统全部测试设备以及电堆     

本田公司推出新款燃料电池车

燃料电池车以氢作为燃料,不排放CO2,堪称新一代绿色环保车辆。各汽车制造商正在积极开展燃料电池车的研发与推广普及工作。介绍了本田公司开发的新款燃料电池车Clarity Fuel Cell的概况与主要技术参数,着重阐述了燃料电池动力系统的详细结构、合理布局、工作原理及采用的新技术和新装备。着重论述了氢燃料供给系统、蓄电池组的结构与性能。同时指出本车型采用的小型高效燃料电池堆与升压转换器等核心技术,大幅度改善了车辆环保性能与动力性能。     

质子交换膜燃料电池汽车冷起动性能的研究

建立了一个质子交换膜燃料电池电堆的冷起动模型,对燃料电池汽车的冷起动性能进行仿真,旨在通过对电堆中不同位置、不同数量的电池进行外部加热,使电堆充分利用自身的热量,以减小冷起动过程中所需的外部加热功率。结果表明,该方法可使电堆中有更多的单电池在冷起动过程中恢复工作,冷起动的时间更短,从而明显有效地提高燃料电池电堆的冷起动性能。     

基于氢燃料电池底盘的解耦驱动式洗扫车关键技术研发与应用

本文以氢燃料电池洗扫车为例介绍目前氢燃料电池专用车在中国的发展情况,在使用方面与同类型纯电动专用车对比动力参数与优缺点,从氢燃料电池洗扫车底盘动力系统方面简要介绍其系统构成、运行原理、电堆电池混合动力分配算法及实现方式,从上装解耦动力系统与上装分体控制系统方面介绍其与传统洗扫车的功能不同点与优化效果,分析氢燃料电池专用车目前存在的问题,为相关产品企业提供氢燃料电池专用车在技术与发展上的参考。     

质子交换膜燃料电池电堆封装设计综述

为了保证质子交换膜燃料电池（PEMFC）电堆的输出性能、密封性、可靠性和使用寿命,需要对电堆的封装力和封装结构进行理论计算和设计优化。通过建立PEMFC电堆的等效刚度力学模型及相关经验公式,研究了膜电极组件（MEA）接触电阻、气体扩散层（GDL）孔隙率、电堆密封性和抗冲击性与电堆封装力之间的关系。针对电堆封装力的有限元仿真,研究了基于等效面积和等效刚度的仿真优化方法。最后,阐述了电堆封装结构设计方法和结构优化方法。结果表明,基于等效刚度力学模型和经验公式,可以在较短的时间内完成电堆封装力的理论计算,提高了开发效率。同时,采用有限元仿真方法,可以较为准确和直观地完成电堆封装力的设计优化。采用拓扑优化和封装力自补偿计算方法,提高了电堆封装结构设计的合理性。     

一种氢燃料电池实验室工艺方案分析研究

随着新能源汽车保有量的提升,在市场的不断检验中,以锂聚合物电池为主导的动力系统的问题开始受到新能源车企的重视。为了寻求一种性能更好、更加环保的新能源汽车动力系统,以氢燃料电池为主导的车用动力系统研发工作已经展开,相应的氢燃料电池实验室建设随也在随之进行之中。文章主要介绍并分析一种车用氢燃料电池实验室的工艺布局及建筑方案,以备后续参考。     

基于道路循环工况的燃料电池空压机瞬态性能试验研究EI北大核心CSCD

燃料电池空压机的动态工作特性直接决定了燃料电池系统的实际工作性能。为通过试验系统地分析空压机的瞬态性能变化规律,搭建了空压机动态性能测试台,设计了一种可反映空压机真实工作特征的瞬态测试工况,分析了单个瞬态测试循环下空压机性能与运行参数的变化特性。结果表明,空压机在瞬态工况下的运行点主要位于稳态脉谱图的中间窄带部分,处于较高效率的工作区间;空压机的进出口流量差受压比和温度比共同影响而剧烈波动,且在高转速区域流量差较大,主要介于3.5~8.5 m~3/h之间;高转速区域最大功率消耗达到5.6 kW,造成较大的寄生损失,而出口温度变化的敏感性较低;当空压机转速由9750 r/min快速降低至4450 r/min时,流量变化存在约2 s的滞后。     

高性能的新款MIRAI燃料电池堆的研究进展

2014年,丰田汽车公司推出了全球首款商用燃料电池汽车(FCV)MIRAI。与第1代MIRAI车型使用的燃料电池(FC)电堆相比,新款MIRAI车型使用的燃料电池堆采用了新的双极板流道和改进的电极,成为世界上体积功率密度最高的产品之一。     

车用质子交换膜燃料电池系统技术评估与分析

根据当前车用质子交换膜燃料电池系统技术现状与相关研究活动,对电堆功率密度、成本指标、系统寿命、冷起动、储氢技术和燃料电池模块化等相关技术方案进行评估与分析。     

质子交换膜燃料电池堆运行参数优化设计

采用田口法对质子交换膜燃料电池堆的运行参数进行优化,利用L16(45)正交表安排试验方案,在5kW质子交换膜燃料电池堆上进行电堆性能测试.对电堆输出特性的信噪比(SN比)进行方差分析,结果表明气体压力和电堆温度是高度显著因素.给出了运行参数的优化值及电堆最佳性能的置信区间,并进行了试验验证.     

现代携手康明斯合作研发下一代燃料电池系统

<正>日前,现代汽车公司与康明斯公司宣布签署谅解备忘录,合作评估研发电动和燃料电池动力系统并将此类系统进行商业化的机会。现代和康明斯有望将现代的燃料电池系统与康明斯的电动动力系统、电池和控制技术结合,研发出新型动力系统。最初研发的动力系统将面向     

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.     

全功率燃料电池汽车散热系统设计、建模与分析

极端工况下整车的热管理问题是全功率燃料电池汽车面临的主要技术挑战之一。燃料电池汽车中的热源主要来源于电堆、空压机、驱动电机及DC/DC,提出了相应的热管理方式并构建了相应的系统结构,对散热器、水泵、风机等主要部件进行了选型与匹配。利用GT-COOL 软件建立了全功率燃料电池汽车热管理系统仿真计算平台,对极端工况下系统的散热性能进行了分析。结果表明,在该工况下电堆温度达到了84.4 ℃,在许用温度范围内,电堆进出口温差为7.6 ℃,满足内部温度均匀性要求,空压机、DC/DC、驱动电机的温度分别为58.4 ℃、59.6 ℃、61.5 ℃,均满足其温度要求。