质子交换膜燃料电池低温启动水热管理 特性及优化

• 作者: 俞剑峰 张嵩 罗悦齐 高丽萍
• 来源期刊: 电工技术学报
• 学科: 工学
• 关键词: 质子交换膜燃料电池堆 低温启动 一维模型 辅助启动
• 年，卷（期）: 2018,（11）
• 所属期刊栏目: 电工理论与新技术
• 页码范围: 2626-2635
• 页数: 10页
• 分类号: TK121|TM911.4
• 字数: 5991字
• 语种: 中文
• DOI: 10.19595/j.cnki.1000-6753.tces.170517

摘要

质子交换膜燃料电池在车辆中具有较大的应用潜力.低温启动过程是指燃料电池从较低的初始温度启动,直到稳定工作状态的过程.该过程中的水热管理特性决定燃料电池的输出性能.利用数值仿真方法,建立一个一维多相流电池堆模型,研究不同条件下从10℃低温启动直到升温至80℃的过程中电池启动性能和水热管理特性.结果表明,随着启动过程的进行,电池堆温度分布的不均匀性逐渐凸显.启动初期电压下降,主导因素是显著的电渗拖曳效应(EOD)导致阳极电阻增大.阳极氢-氧催化反应辅助启动,既可使电池堆更快达到正常工作温度,也可为阳极快速加湿,降低电阻,获得更高的输出电压.而阴极氢-氧催化反应辅助启动易导致阴极水淹,因此不利于提高低温启动过程中的水热管理性能.