质子交换膜燃料电池系统低温起动仿真

当前燃料电池汽车受到越来越多的关注,而燃料电池汽车商业化还有很多问题亟需解决,其中燃料电池系统低温起动是一个重点难题。使用AMESim软件建立了一个燃料电池一维系统模型,针对影响燃料电池系统低温起动性能的各个因素进行了研究。仿真结果显示,较低的起动电压有利于低温起动过程,温度越低低温起动越困难,反应气体的温度对低温起动过程影响不大。     

车用质子交换膜燃料电池低温起动研究进展

燃料电池系统不能在零摄氏度以下的环境中正常起动是阻碍燃料电池汽车商业化的主要障碍之一。对国内外质子交换膜燃料电池低温起动的研究进展做了概括。介绍了低温环境对燃料电池的使用以及对零部件和膜电极(MEA)的影响。介绍了燃料电池低温起动仿真研究使用的主要物理模型。对已经获得专利的燃料电池低温起动策略和方法做了分类,并比较了不同起动策略的优点和缺点。提出了未来燃料电池低温起动研究的方向和重点。     

PEMFC低温起动研究进展

质子交换膜燃料电池(PEMFC)具有环境友好、效率高和室温可快速起动等优点,被认为是汽车的首选动力源。分别对PEMFC的质子交换膜、催化层、扩散层、低温扫气及其建模的低温研究现状进行了详述,并提出了今后质子交换膜燃料电池低温起动研究的方向和重点。     

不同参数对PEMFC电堆低温起动影响的仿真研究

在一定假设条件下,将每片电池分成10层,每层看成一个集总参数,在Matlab/Simulink软件平台上搭建了由20片电池及端板组成的瞬态分层集总参数电堆水热管理模型。分别对不同双极板材料、不同端板材料、电堆内有/无残存冷却液及加载1.0 A/cm2的电流密度进行仿真研究,得到不同参数对PEMFC电堆低温起动的影响,为燃料电池电堆的低温起动提供技术支持。     

质子交换膜燃料电池电堆低温起动的仿真研究

在假定条件下,将每片单电池分成10层,每层看成一个集总参数,在Matlab/Simulink软件搭建由20片单电池及端板组成的瞬态分层集总参数电堆水热管理模型。在-20℃的环境温度下,当电堆的温度保温到0℃时,起动燃料电池电堆,加载标准低温起动工况进行仿真研究,并对单电池输出电压、电堆电池各层不同时刻温度和质子交换膜内水的迁移量随时间的变化进行分析。     

PEMFC在不同电流密度下的冷起动特性仿真

建立质子交换膜燃料电池(PEMFC)冷起动的瞬态集总参数模型,并在Matlab/Simulink平台上建立了相应的仿真模型.设定温度为-20℃,假设电堆内部没有冷却液或残存的冰,对电堆进行了起动和不起动仿真分析.在-20℃时,在短时间内以1.0 K/cm2的电流密度加热和起动电堆,都是有效的冷起动方法.     

FCE低温起动方法和控制策略研究

利用Matlab/Simulink软件搭建燃料电池发动机低温起动仿真模型,对FCE不同低温起动方法的特点和可行性进行了分析,对无辅助措施电堆起动过程、3种带控制策略的电堆低温起动过程、FCE冷却系统加热电堆起动过程的仿真结果进行了分析,得出对FCE采用保温和冷却系统加热的联合控制策略,可使FCE低温环境下顺利起动;采用第2控制策略,可使电堆自身的温度维持在70~80℃,从而使FCE的工作特性最佳、输出效率最高。对FCE冷却系统加热的试验与仿真结果进行对比分析,试验和仿真的结果基本吻合。     

PEMFC不同冷起动方法的仿真研究

建立了质子交换膜燃料电池(PEMFC)冷起动的瞬态集总参数模型,并在Matlab/Simulink平台上建立了相应的仿真模型.采用不同的加热方法使电堆达到冷起动的要求,并对电堆的冷起动特性进行仿真分析,得到电堆不同加热方法的内部温度分布规律,为确定电堆冷起动的方案提供理论依据.     

车用质子交换膜燃料电池电堆保温仿真研究

建立10 k W燃料电池电堆有限元的简化仿真模型。未采取保温措施时,在-20、-10和15℃的环境温度下,电堆从80℃降低到0℃所用的时间分别为3.0、4.0和8.0 h;用20 mm厚的聚苯乙烯在-20℃环境中对电堆进行保温,电堆从80℃降低到0℃需要26.3 h,电堆内部温差约为2℃,热流在电堆的四个面均匀分布;用20 mm厚的VIP(真空绝缘板)在-20℃环境中对电堆进行保温,电堆从80℃降低到0℃需要34.8 h。因此,用20 mm厚的聚苯乙烯或VIP在-10和-20℃的环境下对燃料电池发动机的电堆进行保温,可满足燃料电池汽车冬季上下班运行的需求。     

质子交换膜燃料电池低温启动策略研究进展

质子交换膜燃料电池低温快速启动技术是燃料电池汽车商业化应用必须解决的难题。对低温启动策略方面的研究进展进行了总结,按照启动过程中热量的来源将低温启动策略分为两大类,即低温自启动和辅助低温启动。分别从原理、优缺点及实用性角度对各种启动方法进行了较为全面的分析。在此基础上,指出自启动和辅助启动相结合的方法是最具实用前景的低温启动策略。     

PEMFC电堆内部水结冰、融化及冷启动过程的研究

为了研究质子交换膜燃料电池(PEMFC)堆在冰点(273K)下快速、低损坏的冷启动,建立了一个包含40片单池的二维动态堆模型,用于估计电池堆内每片单池内水的结冰/融化时间,并利用获取的液相/固相分界线分析各单池的差异性.在环境温度为260K时,仿真模拟了电堆的结冰/融化过程并得到以下结论:(1)关机后,电堆外层单池先结冰且每片单池结冰耗时相等,但外层单池开始结冰的时间间隔较内层单池间的开始结冰时间间隔长,最里层几片单池几乎同时结冰;(2)开机前,加载热源加热质子交换膜,若内部残留水结冰则电堆的升温时间比没有残留水的升温时间要长,残留水影响电堆的冷启动过程.     

PEMFC冷起动仿真模型发展现状及进展

数学模型是分析和优化燃料电池冷起动性能的有效工具,质子交换膜燃料电池(PEMFC)的模型研究是其技术发展中必不可少的环节。对质子交换膜燃料电池冷起动模型研究情况进行了详述,分别介绍和分析了六种典型的冷起动模型,并指出质子交换膜燃料电池冷起动模型今后的研究方向。     

基于三维非稳态PEMFC模型的冷启动仿真

建立了一种PEMFC三维非稳态单相数学模型.针对PEMFC阴极通入热空气这一辅助冷启动过程进行仿真研究,研究了通入电池阴极热空气温度和流量的变化对电池辅助冷启动过程的影响,为优化PEMFC阴极通入热空气的辅助启动策略提供理论依据.     

PEMFC发动机热管理与冷启动研究进展

综述近年来质子交换膜燃料电池(PEMFC)发动机的热管理和冷启动研究进展。包括空气冷却、相变冷却和液体冷却等3种冷却形式;比例-积分-微分控制(PID)和模糊控制等热管理策略;内部加热、外部加热和停机吹扫等3种冷启动措施。阐述各方法的工作机理并进行比较分析,展望热管理和冷启动的发展趋势。     

质子交换膜燃料电池的0℃以下耐受性

车用质子交换膜燃料电池(PEMFC)应具备环境适应性,但水-冰相变会影响膜电极组件(MEA).以-10℃及-20℃到正常操作温度的冰冻-解冻循环模拟实际工况,考察了水结冰对PEMFC性能的影响,结果表明:PEMFC的电化学活性表面积变小,扩散层的孔结构发生了变化,PEMFC的性能衰减.采用干燥N2吹扫、真空排水和RH=58.0%(25℃)的反应气吹扫等3种方法来避免水结冰的影响,发现经过冰冻-解冻循环后,PEMFC的性能均未下降.     

300MW机组冷态启动的优化

机组的优化启动,是火电厂提高经济效益最直接有效措施之一,电力体制改革的实施。使得火电厂更加重视自身的发电成本,实现机组的快速启停可以降低电厂的发电成本,提高电厂的经济性。