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。     

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。     

PEMFC汽车模型仿真分析与电压控制方法研究

以质子交换膜燃料电池（PEMFC）汽车为研究对象，搭建PEMFC半经验半机理模型，得到了输出电压、功率和效率与电流密度之间的定性关系，为PEMFC汽车输出电压控制策略提供了合理的仿真平台。基于PEMFC电堆的动态电压模型，设计了一套适用于PEMFC汽车输出电压控制的模糊PID控制策略，能在负载电流突变时保证PEMFC输出电压快速准确地稳定在期望值。     

车用质子交换膜燃料电池水含量估计方法综述

质子交换膜燃料电池 （Proton Exchange Membrane Fuel Cell,PEMFC） 进行水管理的目的,是保证电池内部始终处于水平衡状态,实现长期稳定工作并且保持最高输出性能。精细的水管理策略依赖于电池内部的水含量状态准确量化的评估方法。总结归纳了目前国内外 PEMFC水含量的估计方法,概括为基于模型以及基于试验的两种方法;在对比分析现有估计方法优缺点的基础上,提出进一步研究的重点及方向。对车用 PEMFC水含量在线估计的研究具有重要的理论基础及工程应用价值。     

大功率质子交换膜燃料电池电堆原位批量快速活化工艺研究.pdf

原位活化工艺对质子交换膜燃料电池(PEMFC)电堆的性能具有重要影响。分析并总结了国 内外关于PEMFC电堆原位活化机理和工艺的主要研究内容,提出了一种面向批量化生产的PEMFC电 堆快速变流原位活化工艺,介绍了该工艺的具体试验参数和操作流程。结果表明,该工艺能有效缩短电 堆活化时间,降低生产成本。此外,在该工艺中发现了一些典型问题,并作出了分析和研究。     

质子交换膜燃料电池系统仿真研究

本文搭建PEMFC系统仿真模型，将空压机、电堆等部件按照物理特性进行抽象化，通过自定义工况进行拉载仿真。研究发现，该模型能够较好地反映出PEMFC系统的动态响应特性，具有较高的准确性，对PEMFC系统控制策略研究以及掌握其中机理有积极推动的作用，有助于改善PEMFC的设计。     

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。     

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。     

水冷PEMFC热管理系统建模和控制

为了维持质子交换膜燃料电池(Proton Exchange Membrane Fuel Cell,PEMFC)工作在合理的温度区间,文章首先建立了PEMFC热管理系统的电堆温度模型和电堆冷却回路模型,然后建立了PEMFC本体模型,并进行了本体模型的验证,采用基于Bang-Bang控制的热管理控制策略,并进行了离线仿真和快速控制原型试验。结果表明:在不同的电流负载变化的情况下,电堆能够很好地保持在目标温度(70±1)℃,散热器冷却水温度保持在目标温度(70±2)℃,达到了预期的控制效果。