车用质子交换膜燃料电池系统的起动分析



车用质子交换膜燃料电池系统的起动分析

燃料电池被认为是未来电力供应系统之一。聚合物电解质膜燃料电池（PEMFC）的工作温度相对较低、起动迅速、功率密度和效率高、系统的鲁棒性好、抗腐蚀性强等特点，其被广泛应用于移动燃料电池领域。

提出了一个包含所有必要组件的完整燃料电池系统的动态模型，目的是设计并验证一个控制系统，以预测工作条件发生变化（如起动）时PEMFC系统的动态性能。所提出模型的系统响应考虑了燃料电池组的热变化，以及燃料电池的电化学、水渗透、质量、能量平衡等因素。该系统的模拟结果与该燃料电池制造商提供的参数吻合很好。结果显示，在以较小的电流起动时，系统的效率和输出电压更高，但燃料电池组却需要更多的时间实现稳定工作状态。同时，燃料电池温度控制系统的反应速度会显著影响燃料电池的稳定性。当系统稳定工作时，空气散热器在大电流时会消耗更多的能量，因此系统的效率将会降低。阴极腔入口水位足够满足循环燃料流的加湿，阴极腔出口处的液态水在高电流密度起动工况时有大幅度的提高。该模型可用于优化和设计车用PEMFC。

刊名：International Journal of Green Energy（英）

刊期：2014年第11期

作者：Abid Rabbani et al

编译：何云廷