多物理域质子交换膜燃料电池建模仿真及实验测试

多物理域质子交换膜燃料电池建模仿真及实验测试

论文摘要

燃料电池及其应用近些年逐渐成为研究热点,对于系统级的燃料电池运行工况分析及设计,底层的燃料电池本体模型显得至关重要。相比于已有的传统经验模型,重点提出了一种一般性的多物理域燃料电池分析模型,并从电化学域、流体力学域以及热力学动态域对质子交换膜燃料电池进行了精确建模。所提出的框架性建模方法可以适用于不同型号的质子交换膜燃料电池,同时也可以进一步拓展并应用于不同种类的燃料电池。随后以Ballard NEXA 1.2 kW质子交换膜燃料电池为例,对模型在不同工况下进行了仿真,并通过实验测试验证了所提出模型的有效性和准确性。在此基础上,可以展开相应的控制策略及电池本体运行分析,从而提升燃料电池系统的运行性能和工作寿命。

论文目录

  • 1 建模对象及方法
  •   1.1 质子交换膜燃料电池
  •   1.2 建模方法
  •     1.2.1 燃料电池堆栈层
  •     1.2.2 燃料电池单体层
  •     1.2.3 燃料电池基本层
  • 2 多物理域燃料电池建模
  •   2.1 电化学模型
  •   2.2 流体力学模型
  •   2.3 热力学模型
  • 3 燃料电池实验测试验证
  • 4 结语
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 马睿,皇甫宜耿,赵冬冬,高非

    关键词: 燃料电池,多物理域,精确建模,仿真测试

    来源: 电源学报 2019年02期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅱ辑,工程科技Ⅰ辑

    专业: 无机化工,电力工业

    单位: 西北工业大学自动化学院,FEMTO-ST Institute,UTBM,CNRS

    基金: 陕西省国际合作研究重点计划资助项目(2017KW-ZD-05)~~

    分类号: TM911.4

    DOI: 10.13234/j.issn.2095-2805.2019.2.3

    页码: 3-11

    总页数: 9

    文件大小: 1177K

    下载量: 325

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