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元宵佳节,团团圆圆!北京格睿全体员工祝大家:左右逢“圆”,广进财源!人缘福缘,“圆圆”不断!
24
2024
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02
格睿能源祝大家龙年大吉
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燃料电池变截面流道参数的优化:数值分析和分布均匀性评价
摘要:双极板是质子交换膜燃料电池(PEMFC)堆的核心部件,其结构对堆的性能有很大影响。优化双极板流道参数对提高反应气体的传质性能和除水能力至关重要。在本研究中,建立了交错变截面流道(VCSFC)的三维数值模型,以研究阴极湿度、收缩率、数量和长度对PEMFC性能和均匀性的影响。结果表明,50%的阴极湿度可以最大限度地发挥VCSFC的优势。与不同数量和长度的可变截面结构(VCSS)相比,更高的收缩率导致压降显著增加,传质能力降低,以及不太均匀的电流密度和温度分布。增加流道中的整体气体速度可以有效地提高电流密度和温度的均匀性。对于长度为100mm的通道,使用收缩率为0.25、每个通道中的数量为1、长度为6mm的VCSS布置可以获得最佳结果。
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燃料电池变截面流道参数优化-数值分析与分布均匀性评价-陈东方
摘要:双极板(BPs)是质子交换膜燃料电池(PEMFC)堆的核心部件,其结构对电堆的性能有重大影响。优化双极板通道参数是提高反应气体传质、提高除水能力的关键。本研究建立了交错可变横截面流动通道(VCSFCs)的三维数值模型,以研究阴极湿度、收缩比、数量和长度对PEMFC性能和均匀性的影响。结果表明,50%的阴极湿度可以最大限度地提高VCSFC的优势。与不同数量和长度的可变截面结构(VCSSs)相比,较高的收缩比导致压降显著增加,传质能力降低,电流密度和温度分布不均匀。增加流道中气体的总速度可以有效地提高电流密度和温度的均匀性。对于长度为100 mm的通道,采用收缩比为0.25,每个通道的数为1,长度为6 mm的VCSS排列,可以获得最佳结果。
阳极氮气浓度对质子交换膜燃料电池堆性能和电压一致性影响的分析方法-陈东方
摘要:桶形效应仍然是限制燃料电池堆叠性能和使用寿命的最重要因素之一。对氢气浓度降低的16个电池堆进行了实验,研究了阳极氮浓度对堆气性能和电压一致性的影响。在电流密度为1.0A/cm2时,堆栈的平均电压衰减率仅为6%,但具有最小电压的单个电池的衰减率可达18%。随着氢气浓度从100%下降到85%,燃料电池堆的电压标准偏差增加了约8mV。结果表明,在85%的氢浓度时,将16个细胞分为四组时,局部电压标准差高达30 mV。进一步研究了局部电压一致性对整体电压一致性的影响。局部电压的一致性可以为阳极吹扫策略的可靠指标。此外,通过对阳极氮掺杂实验的局部电压一致性分析,可以分析和有效地检测到电堆内单电池间不均匀的气体分布。
20
2022
07
用于汽车燃料电池寿命预测和能量管理策略评估的工况谱提取新方法-陈东方
摘要:使用寿命是燃料电池商业化的一个主要瓶颈。一种对燃料电池寿命的快速评估方法可以帮助立即评估技术进展,实时预测寿命,并延长耐久性。在现有的方法中,基于工作条件的寿命预测方法是一种经济有效、省时、现实的方法。然而,在该方法中使用的测试方案中,目前还没有提取工作条件的时间和频率的方法和明确的标准。本研究提出了工作条件谱提取方法,并用于提取常用的耐久性试验方案的工作条件谱。基于工作条件频谱提取方法对燃料电池在不同特定测试方案下进行了寿命预测,并进行了验证,验证了其可靠性。此外,利用该方法提取不同能源管理策略(EMSs)混合动力系统的工作条件谱,预测燃料电池的寿命。结果表明,该提取方法可以为从寿命角度开发燃料电池混合动力系统的EMS开发提供一种评价方法,对燃料电池耐久性的研究具有重要意义。
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质子交换膜燃料电池堆一致性:评估方法、影响因素、膜电极参数和改进措施-陈东方
摘要:质子交换膜燃料电池(PEMFC)是一种理想的能量转换装置。燃料电池堆的性能取决于许多方面的协调。一致性是影响燃料电池堆叠性能的一个重要因素。然而,如何评价和提高燃料电池堆栈的一致性仍然不是很清楚。本文综述了燃料电池堆一致性的评价方法,并讨论了影响一致性的各种因素,包括运行条件、运行方式、控制策略、结构设计、组件材料和制造工艺。膜电极组件(MEA)是PEMFC的核心组件,MEAs之间的差异也决定了燃料电池堆的电压一致性。MEA参数的检测是评价其质量的重要方法,并对MEA参数的主要检测方法进行了回顾和比较。此外,本文还系统地分析了MEA参数对燃料电池堆性能和寿命的影响。最后,从MEA制备、堆叠设计和运行优化等方面提出了提高燃料电池堆叠一致性的研究方向和方法。
25
04
燃料电池寿命评估和在线预测的非线性方法-陈东方
重点: ·提出了评价和预测燃料电池使用寿命的非线性公式。 ·非线性降解主要归因于氢气交叉的变化。 ·确定线性和非线性公式之间的线段点。 ·通过实验和实际的车辆运行结果来验证计算公式。 ·提出了实验室寿命评估和车辆在线预测的方法。 摘要:寿命评价和预测是质子交换膜(PEM)燃料电池的一个关键课题,它有助于延长燃料电池的耐久性,加速燃料电池的商业化。本文给出了一种评价汽车用燃料电池最大使用寿命的线性公式和几种预测燃料电池使用寿命的非线性公式。燃料电池在额定条件下的终端电压是指在额定条件下,电池平均电压从起始额定电压下降约 10%。基于氢交叉点变化推导了一个非线性公式,公式表明氢交叉点的变化是燃料电池非线性寿命退化的主要因素。提出了基于一阶控制系统(FOCS)时间响应的整个过程的非线性公式,并通过该公式定义了线性和非线性退化之间的段点。在此基础上,基于局部过程的时间响应,导出了一个更精确的线性寿命公式和非线性寿命公式。最后,通过单电池和燃料电池堆的实验结果和燃料电池汽车的实际运行结果,验证了分段公式的有效性。此外,还提出了实验室寿命评估和车辆在线预测的方法。
2019
08