燃料電池作為一種高效、清潔的能量轉換裝置,在能源匱乏,環(huán)境污染嚴重的當今社會受到人類的青睞。隨著信息技術的發(fā)展,質子交換膜燃料電池（PEMFC）動力系統(tǒng)由于具有續(xù)航時間長、體積小及機動性好等特點被視為未來優(yōu)選的動力設備。但由于PEMFC自身成本高,功率密度低,使其大規(guī)模應用受到了很大鉗制。為深入探究不同操作參數(shù)及環(huán)境對PEMFC輸出性能的影響,分析燃料電池的最優(yōu)操作參數(shù)分布規(guī)律,本文的主要研究內(nèi)容及結論如下:1、建立了氫-空、氫-氧質子交換膜燃料電池系統(tǒng)的仿真模型,分析并對比了不同工況對燃料電池系統(tǒng)輸出性能的影響。結果表明:提高陽極進氣壓力、進氣相對濕度會提升燃料電池的整體輸出性能。增大電流密度,可使系統(tǒng)的輸出電功率升高,且當電流密度為900mA/cm²左右時,系統(tǒng)輸出電功率達到最大值。通過分析可以看出,為保證系統(tǒng)的輸出特性,燃料電池電流密度的選取不宜太小,但也不宜超過950mA/cm²。相同工作條件下,氫-氧燃料電池相比氫-空燃料電池在系統(tǒng)輸出電功率及系統(tǒng)輸出電效率上有明顯提高。2、基于已建質子交換膜燃料電池模型,分析了海拔高度對電池性能的影...

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 選題研究背景和意義
        1.1.1 選題背景
        1.1.2 研究意義
    1.2 燃料電池發(fā)展及研究現(xiàn)狀
        1.2.1 燃料電池發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.2 燃料電池模型研究現(xiàn)狀
        1.2.3 燃料電池熱力學性能研究現(xiàn)狀
        1.2.4 燃料電池優(yōu)化研究現(xiàn)狀
    1.3 論文的主要工作和結構安排
        1.3.1 主要研究內(nèi)容
        1.3.2 論文結構
第2章 燃料電池系統(tǒng)基本理論
    2.1 燃料電池的工作原理及分類
        2.1.1 燃料電池工作原理
        2.1.2 燃料電池分類
    2.2 PEMFC的輸出特性研究
        2.2.1 PEMFC的熱力學描述
        2.2.2 PEMFC極化曲線
    2.3 水熱管理對PEMFC的性能影響
        2.3.1 溫度管理
        2.3.2 水管理
    2.4 本章小結
第3章 PEMFC系統(tǒng)模型建立及熱力學性能分析
    3.1 PEMFC系統(tǒng)結構
    3.2 系統(tǒng)模型建立
        3.2.1 PEMFC電堆
        3.2.2 供氣系統(tǒng)
        3.2.3 加濕系統(tǒng)
        3.2.4 冷卻系統(tǒng)
    3.3 模型驗證
    3.4 PEMFC系統(tǒng)熱力學性能分析
        3.4.1 工作溫度對PEMFC系統(tǒng)性能的影響
        3.4.2 電流密度對PEMFC系統(tǒng)性能的影響
        3.4.3 氫氣進氣壓力對PEMFC系統(tǒng)性能的影響
        3.4.4 空氣進氣壓力PEMFC系統(tǒng)性能的影響
        3.4.5 進氣相對濕度對PEMFC系統(tǒng)性能的影響
    3.5 本章小結
第4章 高空用PEMFC系統(tǒng)性能分析
    4.1 高空用燃料電池系統(tǒng)結構
    4.2 高空用燃料電池的數(shù)學模型
        4.2.1 環(huán)境模型
        4.2.2 附屬設備模型
    4.3 高空用燃料電池系統(tǒng)熱力性能分析
    4.4 本章小結
第5章 PEMFC系統(tǒng)多角度評價及多目標優(yōu)化
    5.1 PEMFC系統(tǒng)多目標優(yōu)化模型的建立
        5.1.1 經(jīng)濟評價
        5.1.2 環(huán)境評價
        5.1.3 熱力性能評價
    5.2 多目標優(yōu)化
        5.2.1 多目標優(yōu)化算法
        5.2.2 參數(shù)分析
    5.3 PEMFC系統(tǒng)優(yōu)化
        5.3.1 優(yōu)化結果分析
        5.3.2 系統(tǒng)最優(yōu)操作參數(shù)集分布
    5.4 本章小結
結語
    結論
    展望
參考文獻
攻讀碩士學位期間主要研究成果
致謝



本文編號：4012610