質(zhì)子交換膜燃料電池憑借著清潔、高效、無(wú)噪音的特點(diǎn),成為21世紀(jì)公認(rèn)的清潔動(dòng)力源,未來(lái)可廣泛應(yīng)用于汽車。冷啟動(dòng)問(wèn)題一直影響著質(zhì)子交換膜燃料電池汽車的大規(guī)模商業(yè)化進(jìn)展。冷啟動(dòng)過(guò)程中電池內(nèi)部結(jié)冰影響電池輸出性能,也會(huì)一定程度上損壞電池內(nèi)部結(jié)構(gòu),影響電池使用壽命,因此改善冷啟動(dòng)性能至關(guān)重要。本文建立三維多相多物理場(chǎng)耦合瞬態(tài)單電池單直通道冷啟動(dòng)模型,采用仿真分析的方法研究了陰極催化層設(shè)計(jì)參數(shù)以及電池操作參數(shù)對(duì)冷啟動(dòng)性能的影響,并且為提高電池內(nèi)部溫度、減少冰的生成、加快冰的熔化、縮短啟動(dòng)時(shí)間制定了輔助冷啟動(dòng)策略,為提高冷啟動(dòng)成功的可能性提供參考依據(jù)與方法。論文主要研究?jī)?nèi)容如下:（1）考慮了電池內(nèi)部水的相變、傳輸、冰的形成與熔化、水的蒸發(fā)與冷凝等物理過(guò)程。描述了冷啟動(dòng)過(guò)程中水的相變與傳輸?shù)任锢磉^(guò)程,對(duì)冷啟動(dòng)模型進(jìn)行了合理的假設(shè),建立冷啟動(dòng)過(guò)程中的質(zhì)量、動(dòng)量、組分、能量、電子與離子電勢(shì)守恒方程與冰的形成方程,為后續(xù)的冷啟動(dòng)模型建立提供數(shù)值基礎(chǔ)。（2）使用仿真軟件搭建了三維多相多物理場(chǎng)耦合瞬態(tài)單電池單直通道冷啟動(dòng)模型,進(jìn)行了網(wǎng)格無(wú)關(guān)性驗(yàn)證與模型驗(yàn)證。陰極催化層是電化學(xué)反應(yīng)的場(chǎng)所,因此研究陰極催化層設(shè)計(jì)非... 

【文章來(lái)源】：山東理工大學(xué)山東省

【文章頁(yè)數(shù)】：74 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

PEMEC（c）福田歐輝-30°C啟動(dòng)

山東理工大學(xué)碩士學(xué)位論文第一章緒論6圖1.3PEMFC的工作原理圖Fig.1.3WorkingprincipleofPEMFC1.2.3質(zhì)子交換膜燃料電池工作性能表征與冷啟動(dòng)特性（1）工作性能表征通常用電流密度-電壓曲線（i-v曲線或極化曲線）表征PEMFC的工作輸出性能，也可單獨(dú)使用電流密度或電壓來(lái)進(jìn)行表征。圖1.4為一個(gè)典型的PEMFC的電流密度-電壓曲線示意圖。在恒壓時(shí)，從理論上講只要不間斷的供應(yīng)燃料電池所需燃料，就可以一直輸出穩(wěn)定電流，但實(shí)際過(guò)程中會(huì)有不可避免的電阻損耗實(shí)際電壓值將會(huì)比理想電壓值要小，并且實(shí)際燃料電池的電流越大，損耗就越大，輸出電壓則減小，這樣便影響總功率。圖1.4PEMFC電流密度-電壓曲線圖Fig.1.4Currentdensity-voltagecurvesofPEMFC

山東理工大學(xué)碩士學(xué)位論文第一章緒論6圖1.3PEMFC的工作原理圖Fig.1.3WorkingprincipleofPEMFC1.2.3質(zhì)子交換膜燃料電池工作性能表征與冷啟動(dòng)特性（1）工作性能表征通常用電流密度-電壓曲線（i-v曲線或極化曲線）表征PEMFC的工作輸出性能，也可單獨(dú)使用電流密度或電壓來(lái)進(jìn)行表征。圖1.4為一個(gè)典型的PEMFC的電流密度-電壓曲線示意圖。在恒壓時(shí)，從理論上講只要不間斷的供應(yīng)燃料電池所需燃料，就可以一直輸出穩(wěn)定電流，但實(shí)際過(guò)程中會(huì)有不可避免的電阻損耗實(shí)際電壓值將會(huì)比理想電壓值要小，并且實(shí)際燃料電池的電流越大，損耗就越大，輸出電壓則減小，這樣便影響總功率。圖1.4PEMFC電流密度-電壓曲線圖Fig.1.4Currentdensity-voltagecurvesofPEMFC

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]車用質(zhì)子交換膜燃料電池膜電極組件綜述[J]. 金守一,盛夏,潘興龍,趙洪輝,趙子亮.  汽車文摘. 2019(12)
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[3]質(zhì)子交換膜燃料電池零下冷啟動(dòng)研究進(jìn)展[J]. 張劍波,黃福森,黃俊,趙波,王誠(chéng),毛宗強(qiáng).  化學(xué)通報(bào). 2017(06)
[4]傳統(tǒng)能源汽車及新能源汽車發(fā)展的現(xiàn)狀與問(wèn)題[J]. 李廷洪.  科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào). 2013(06)
[5]質(zhì)子交換膜燃料電池低溫啟動(dòng)研究現(xiàn)狀[J]. 汪震,潘姣,裴后昌,劉志春,涂正凱.  電池工業(yè). 2012(06)
[6]BP:全球石油需求2030年前將年增0.9%[J]. 陳鳳娥.  煉油技術(shù)與工程. 2011(07)
[7]燃料電池用質(zhì)子交換膜的研究進(jìn)展[J]. 王國(guó)芝,李明威,胡繼文.  高分子通報(bào). 2006(06)
[8]燃料電池現(xiàn)狀與未來(lái)[J]. 衣寶廉.  電源技術(shù). 1998(05)

博士論文
[1]質(zhì)子交換膜燃料電池不同冷啟動(dòng)模式下多相傳熱傳質(zhì)研究[D]. 賈濱.天津大學(xué) 2017



本文編號(hào)：3131381