亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        燃料電池氣體溫濕度與電堆性能分析

        2019-06-03 08:53:54張海波
        船電技術(shù) 2019年5期
        關(guān)鍵詞:一致性

        張海波,高 勇

        燃料電池氣體溫濕度與電堆性能分析

        張海波,高 勇

        (武漢船用電力推進(jìn)裝置研究所,武漢 430064)

        系統(tǒng)性能指標(biāo)是實現(xiàn)燃料電池工程化應(yīng)用的瓶頸之一,系統(tǒng)搭建和調(diào)試過程中,空氣與燃料溫濕度是影響質(zhì)子交換膜燃料電池性能的重要因素,對系統(tǒng)控制策略和輔機(jī)搭配方案的制定產(chǎn)生很大影響。本文通過實驗與統(tǒng)計相結(jié)合的研究方式,研究15 kW燃料電池電堆在增濕溫度分別為60℃、70℃和80℃條件下分別進(jìn)行氫空單側(cè)增濕、雙側(cè)增濕和不增濕時的輸出功率、發(fā)電效率和單電池電壓一致性。其中輸出功率采用測試臺直接測量、發(fā)電效率通過經(jīng)驗公式計算、電壓一致性則通過巡檢記錄和統(tǒng)計方法相結(jié)合的方式評價。結(jié)果表明70℃時各增濕方案下優(yōu)于其他溫度同等濕度條件下的電堆性能,有增濕條件明顯優(yōu)于無增濕方案電堆性能,而雙側(cè)增濕和氫空單側(cè)增濕對電堆性能影響不大。

        燃料電池 系統(tǒng)性能 溫度 濕度 單片電壓一致性

        0 引言

        燃料電池的環(huán)境適應(yīng)性研究對系統(tǒng)方案的設(shè)計和輔機(jī)的選擇具有重要的指導(dǎo)意義,有助于降低輔機(jī)功耗、減少系統(tǒng)整體成本、提高系統(tǒng)總體性能。本論文主要通過改變進(jìn)口氣體的溫度和增濕策略,對自主研發(fā)的15 kW質(zhì)子交換膜燃料電池電堆的輸出功率、氫氣利用率和單片電壓一致性三個方面的指標(biāo)進(jìn)行分析和優(yōu)化。

        單片電壓一致性是衡量電堆性能的重要指標(biāo),一致性對整個電堆的可靠性和工作性能將造成重大影響,當(dāng)一致性波動較大時,可能造成局部電流過大、熱點(diǎn)、反極等現(xiàn)象。影響電堆一致性的因素很多,如膜電極、雙極板等關(guān)鍵零部件的設(shè)計制備工藝、電堆組裝流程、電堆運(yùn)行環(huán)境等。本論文以運(yùn)行環(huán)境因素中的60℃、70℃和80℃三種溫度條件下的氫空單側(cè)、雙側(cè)和無增濕三種增濕策略為變量對電堆性能進(jìn)行分析與優(yōu)化。

        1 方法

        電堆輸出功率可直接在測試臺讀取;氫氣利用率可通過公式(1)計算[1]:

        (1)

        當(dāng)前評價電堆一致性與效率的方法很多[2~4],本文采用比較各工況下單電池電壓波動數(shù)據(jù)、氫氣利用率和發(fā)電效率的方式進(jìn)行測試。整個測試分為四組試驗,分別在不加裝增濕系統(tǒng)、單側(cè)增濕(氫側(cè)、氧側(cè))、兩側(cè)增濕系統(tǒng)四種增濕策略下改變增濕溫度(60℃、70℃、80℃),運(yùn)行15 kW級燃料電池模塊(含135片單電池),完成對系統(tǒng)功能項目的集中檢測。

        2 結(jié)果

        試驗過程監(jiān)控終端對15 kW燃料電池模塊傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行了自動記錄,對自動記錄數(shù)據(jù)進(jìn)行了繪圖,為燃料電池模塊各試驗過程功率、電壓、電流曲線,如圖1所示。

        圖中紅線(下部)是電流曲線,藍(lán)色(上部)是電壓曲線,黑色(中部)是功率曲線。通過對比各次試驗數(shù)據(jù)可知,加裝增濕系統(tǒng)后電堆運(yùn)行效果明顯好于未加裝增濕系統(tǒng),未加裝增濕裝置(圖1(a))的最大輸出功率為12.408 kW,而雙側(cè)增濕(圖1(c))的最大輸出功率為15.776 kW;相同試驗條件下的單側(cè)增濕試驗,氫側(cè)單側(cè)增濕時最大輸出功率為15.991 kW,氧側(cè)單側(cè)增濕(圖1(b))時最大輸出功率為15.856 kW,由試驗結(jié)果可知,單獨(dú)增濕一側(cè)時,最大輸出功率相近,略好于雙側(cè)增濕;由增濕溫度對比試驗(圖1(d))可知,80℃時最大輸出功率為16.816 kW,與60℃試驗數(shù)據(jù)相近。

        但60℃實驗過程中,由于單片電壓過低,為保護(hù)電堆,系統(tǒng)停機(jī),從而滿負(fù)荷運(yùn)行時間過短。對比80℃增濕試驗,負(fù)載平穩(wěn)增加和氫側(cè)單側(cè)增濕試驗,載荷從0快速增加到滿負(fù)荷,兩次試驗100%負(fù)載時系統(tǒng)繼續(xù)平穩(wěn)運(yùn)行,分析原,負(fù)載增加過快時,由于尾排間隔未調(diào)整,導(dǎo)致電堆內(nèi)局部積水,個別單片電壓轉(zhuǎn)為負(fù)壓。解決方式為,小功率電堆模塊運(yùn)行時,可緩和增加負(fù)載(每次1 kW),或不斷減小尾排間隔的同時快速提高負(fù)載。此兩種方法,前者較為平穩(wěn),但提升到滿負(fù)荷運(yùn)行時間較長;而后者到達(dá)滿工況運(yùn)行時間較短,但氫氧利用率會降低。

        電堆試驗本應(yīng)對比50%工況和額定工況數(shù)據(jù),但由于測試臺負(fù)載為300 kW,用做15 kW電堆測試時,小功率運(yùn)行誤差較大,所以此處僅分析滿工況條件下的數(shù)據(jù)。

        將所有滿工況巡檢進(jìn)行分析可得表1,結(jié)合電壓一致性巡檢數(shù)據(jù)和統(tǒng)計方法分析可見雙側(cè)增濕在一致性上明顯好于單側(cè),但由于60℃試驗滿工況運(yùn)行持續(xù)時間較短(僅47次巡檢,每次巡檢間隔2 s),且出現(xiàn)電堆積水自動停機(jī),參考意義不大。故僅就試驗數(shù)據(jù)可得雙側(cè)加濕,增濕水溫度為70℃到80℃時一致性最優(yōu),而70℃時雙側(cè)增濕數(shù)據(jù)好于80℃。

        燃料電池的發(fā)電效率試驗采用理想效率′電壓效率′電流效率′氣體利用率求得。根據(jù)燃料電池模塊輸出功率達(dá)到50%額定、額定工況下的總電壓及燃料利用率計算電堆本體發(fā)電效率,效率計算結(jié)果如下表2所示:

        表1 各試驗巡檢數(shù)據(jù)分析

        表2 模塊發(fā)電效率

        3 結(jié)論

        加載增濕系統(tǒng)后,不論單側(cè)增濕,還是雙側(cè)增濕,電堆性能均有大幅提高。對于單側(cè)增濕試驗來說,氫側(cè)或氧側(cè)的單側(cè)增濕對結(jié)果影響不大,但單側(cè)增濕方案電堆發(fā)電效率略低于雙側(cè)增濕方案。且通過溫度試驗得知,70℃時雙側(cè)增濕,電堆性能優(yōu)于60℃和80℃的雙側(cè)增濕,但需保持同等試驗條件作進(jìn)一步驗證。

        在下一步工作中,可增加進(jìn)出口壓力、壓差、啟動溫度、排水方案等更多變量,通過響應(yīng)面分析,對各影響電堆性能的各種變量進(jìn)行單變量響應(yīng)分析和多變量耦合響應(yīng)分析,更加系統(tǒng)的對電堆環(huán)境適應(yīng)性能力進(jìn)行深入研究。

        [1] 衣寶廉. 燃料電池-原理.技術(shù).應(yīng)用[M]. 北京:化學(xué)工業(yè)出版社, 2003.

        [2] Zhu W H, Payne R U, Cahela D R, et al. Uniformity analysis at MEA and stack levels for a Nexa PEM fuel cell system[J]. Journal of Power Sources, 2004, 128(2): 231-238.

        [3] 毛宗強(qiáng). 燃料電池[M]. 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社, 2005.

        [4] 翁元明, 林瑞, 唐文超, 馬建新. 燃料電池堆單片電壓一致性研究進(jìn)展. 電源技術(shù). 2015, 39(1): 199-202.

        The Analysis of Fuel Cell Performance with the Temperature and Humidity of Input Gas

        Zhang Haibo, Gao Yong

        (Wuhan Institute of Marine Electric Propulsion, Wuhan 430064, China)

        ;;;;

        TM911.4

        A

        1003-4862(2019)05-0042-04

        2018-11-12

        張海波(1986-),男,工程師。研究方向:燃料電池。E-mail: waveandfish@126.com

        猜你喜歡
        一致性
        注重整體設(shè)計 凸顯數(shù)與運(yùn)算的一致性
        遼寧教育(2022年19期)2022-11-18 07:20:42
        關(guān)注減污降碳協(xié)同的一致性和整體性
        公民與法治(2022年5期)2022-07-29 00:47:28
        商用車CCC認(rèn)證一致性控制計劃應(yīng)用
        注重教、學(xué)、評一致性 提高一輪復(fù)習(xí)效率
        對歷史課堂教、學(xué)、評一體化(一致性)的幾點(diǎn)探討
        IOl-master 700和Pentacam測量Kappa角一致性分析
        基于CFD仿真分析的各缸渦流比一致性研究
        ONVIF的全新主張:一致性及最訪問控制的Profile A
        方形截面Rogowski線圈的一致性分析
        電測與儀表(2016年7期)2016-04-12 00:22:18
        基于事件觸發(fā)的多智能體輸入飽和一致性控制
        亚洲欧美国产双大乳头| 日本熟妇中出高潮视频| 成人影院在线视频免费观看| 天天爽天天爽夜夜爽毛片| 亚洲第一成人网站| 97久久综合区小说区图片区| 日本女优五十路中文字幕| 日本一本免费一二区| 97人妻中文字幕总站| 亚洲精品国产精品乱码在线观看| 激情航班h版在线观看| 久久噜噜噜| 久久夜色精品国产九色| 国产99一区二区三区四区| 亚洲av永久无码精品一福利 | 亚洲电影一区二区| 男男做h嗯啊高潮涩涩| 精品乱人伦一区二区三区| 疯狂做受xxxx高潮欧美日本| 精品国产高清a毛片| 亚洲国产国语对白在线观看 | 9久久精品视香蕉蕉| 精品中文字幕久久久人妻| 日本丰满老妇bbw| 精品人妻一区二区三区四区| 国产丝袜免费精品一区二区| 国产激情一区二区三区成人| 日本熟日本熟妇中文在线观看| 女人与牲口性恔配视频免费| 日本女优在线观看一区二区三区| av黄色在线免费观看 | 亚洲欧美日韩综合久久久| 国产又爽又黄又不遮挡视频| 日本按摩偷拍在线观看| 人妻少妇乱子伦精品无码专区电影| 亚洲一区二区三区成人| 国产啪啪视频在线观看| 亚洲人成网站在线播放2019| 亚洲精品国产成人无码区a片| 成人特黄特色毛片免费看| 在线观看日本一区二区三区四区|