低温环境下质子交换膜燃料电池冷启动性能研究

声明

第1章 绪 论

1.1 课题背景与意义

1.2 燃料电池

1.2.1 燃料电池的发展历程

1.2.2 燃料电池的分类

1.2.3 质子交换膜燃料电池结构及低温启动

1.2.4 质子交换膜燃料电池内水热分布分析

1.2.5 质子交换膜燃料电池工作性能及低温启动性能表征

1.3 质子交换膜燃料电池研究现状

1.3.1 质子交换膜燃料电池低温冷启动性能研究现状

1.3.2 质子交换膜燃料电池低温冷启动策略研究现状

1.3.3 质子交换膜燃料电池设计研究现状

1.4 研究内容

第2章 质子交换膜燃料电池冷启动模型

2.1 引言

2.2 数学模型基本假设

2.3 电池模型基本方程

2.3.1 质量守恒

2.3.2 动量守恒

2.3.3 能量守恒

2.3.4 组分守恒

2.4 电化学反应

2.4.1 Butler-Volmer方程

2.4.2 电流守恒方程

2.4.3 反应物消耗和水的生成

2.5 模型验证

2.6 本章小结

第3章 PEMFC低温冷启动数值模拟

3.1 引言

3.2 计算几何模型

3.2.1 模型主要尺寸

3.2.2 模型计算参数

3.2.3 网格无关性验证

3.2.4 求解流程

3.3 PEMFC工作状态正交试验与相关性分析

3.4 PEMFC低温冷启动性能

3.4.1 电流密度分布

3.4.2 水分布

3.4.3 压降分布

3.4.4 电压变化

3.4.5 极化曲线

3.5 本章小结

第4章 PEMFC低温冷启动实验研究

4.1 引言

4.2 单电池制备与组装

4.2.1 单电池组成部件与选材

4.2.2 单电池组装

4.3 质子交换膜燃料电池低温试验测试平台

4.3.1 低温试验平台

4.3.2 试验前准备

4.4 单电池测试

4.4.1 电流密度对比

4.4.2 电压对比

4.4.3 极化曲线

4.4.4 单电池多次冷启动后性能变化

4.5 本章小结

第5章 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

致谢

攻读学位期间参加的科研项目和成果