質子交換膜燃料電池作為汽車的動力源時,會經歷頻繁的變載,這導致了車用電池與固定式電池的使用壽命差距巨大。因此,研究燃料電池變載時的電壓響應行為,提升電池在負載變化時的響應能力,對于延長車用電池的使用壽命和促進燃料電池汽車的商業(yè)化發(fā)展具有重要意義。本文圍繞車用燃料電池的動態(tài)響應展開研究,主要內容如下:首先,本文闡述了質子交換膜燃料電池的組成和工作原理,分析了影響燃料電池輸出電壓的主要損失,并結合燃料電池中存在的雙電層效應建立了燃料電池的輸出電壓模型。利用該模型,本文對實際電堆的穩(wěn)態(tài)和動態(tài)過程進行了仿真研究,并和實際電壓響應曲線對比,驗證了模型的可靠性。其次,本文設計并搭建了燃料電池測試系統(tǒng),結合實物測試與燃料電池模型,研究了不同運行參數對電池動態(tài)電壓響應的影響。在此基礎上,本文對動態(tài)電壓響應曲線進行了深入研究,發(fā)現缺氣是造成電池動態(tài)響應性能差的主要原因,故根據缺氣現象的嚴重程度將燃料電池的動態(tài)響應狀態(tài)分為電堆不缺氣、電堆部分缺氣和電堆整體缺氣狀態(tài)這三種狀態(tài),并確定了每個狀態(tài)之間的界限。此外,本文還分析了動態(tài)響應過程氣體傳輸階段和水合階段的具體含義并總結了燃料電池加載過程電壓響應特征參數的量...

【文章頁數】：74 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-1車用燃料電池性能衰減主要影響占比

電子科技大學碩士學位論文料電池發(fā)電系統(tǒng)作為燃料電池汽車的核心部分，其成本和車大規(guī)模商業(yè)化的兩大重要影響因素[4]。對于成本問題，池系統(tǒng)的簡化和集成是兩大主要解決途徑。目前，燃料電壽命長達30000小時，而燃料電池乘用車壽命普遍不超過燃料電池使用壽命出現如此巨大的差距，主要原因....

圖1-2CYC_UDDS工況速度-時間曲線

這些新能源汽車在百公里加速、路面適應性等方面的性能已經與于同一水平，但成本仍過于高昂，壽命仍較傳統(tǒng)車輛有較大差距，化要求。2018年10月，依靠國家重點研發(fā)計劃“新能源汽車”重點持，新源動力公司完成了I型電堆功能樣機的開發(fā)，功率密度可以于-30℃存儲和-20℃啟動，并完....

圖2-1PEMFC的組成與工作原理圖

的性能和壽命很大程度上受到動態(tài)變載的影響最直觀的表現[45]。因此，要想深入研電池的動態(tài)響應速度，有必要建立一個可本章將在前人研究的基礎上，闡述燃料電在的各種電壓損失，結合雙電層現象，形電池的模型，并從穩(wěn)態(tài)和動態(tài)兩方面驗證成及工作原理料電池的原理是氫氧反應生成水的過程，能釋放。通....

圖2-2燃料電池的極化特性曲線

電子科技大學碩士學位論文池工作時氫氣和空氣通過氣體流道在電堆中流通，具體到氣體供應子系統(tǒng)的作用下源源不斷地送入電堆中，在兩側其次，由于壓差的存在，流道內的氣體會擴散至氣體擴散的催化劑表面。最后，氣體在催化劑的作用下發(fā)生反應，離子（質子）和電子，氧氣則在催化劑的作用下結合質子的電子....

本文編號：4024252