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液氢重型卡车冷能利用系统节能的理论分析-胡松

液氢重型卡车冷能利用系统节能的理论分析-胡松

摘要：本文建立了一种新型的液氢（LH2）重型燃料电池车车载冷能利用系统模型，并与原有的无冷能利用的LH2系统的节能效果进行了对比，综合评价了车载冷能利用系统的节能效果。冷能通过两级蒸发器冷却压缩机的进气口和附件冷却系统的冷却剂，以降低寄生功率。并考虑了环境温度、燃料电池堆负荷等相关影响因素。此外，还分析了与两级LH2汽化器设计密切相关的冷能分布比的影响。在这些影响因素下，系统根据不同的节能特性分为三个状态。仿真结果表明，在稳态条件下，总寄生功耗可节省15 %。在此基础上，在中国-世界瞬态循环（C-WTVC）工况下，对我国4个典型城市的重型燃料电池汽车采用该系统的年节能量进行了仿真。研究发现，即使在哈尔滨（126.6◦E，45.8◦N）等极寒地区，也可实现年节能，不同城市的年平均节能率可达到9-15%。

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2022

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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

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。

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2022

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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

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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2022

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06

特性参数和操作条件对碱水电解槽㶲效率的影响分析-胡松

特性参数和操作条件对碱水电解槽㶲效率的影响分析-胡松

重点： •建立了碱性水电解槽（AWE）的热力学-电化学模型。 •分析了影响AWE㶲效率和过电势的因素。 •确定了最佳的特性参数和操作条件。 •欧姆过电位比激活过电位对电流密度更敏感。 •膜电阻在总欧姆损失中所占比例最大。摘要：进一步提高电解效率是目前碱性水电解槽（AWE）制氢技术的主要研究方向之一。本文建立了一个热力学-电化学模型，分析了特征参数（电极电导率、电极间隙、膜片孔隙率和弯曲度、电解质浓度、气泡覆盖率）和工作条件（温度和压力）对AWE过电位和㶲效率的影响。分析结果表明，在活化和欧姆过电位之间，前者对电解电压和㶲损失的影响更为显著，后者随电流密度的变化变化较大。欧姆电阻㶲损失主要由隔膜、电解质和气泡电阻引起，其中隔膜电阻所占比例最大。在这些特征参数中，隔膜孔隙度对㶲效率的影响最大，其次是电极间隙，气泡覆盖率最小。在工作条件下，温度对㶲效率的影响比压力更显著。本文通过定量比较分析，为参数的选择和性能优化提供参考。

05

2022

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05

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

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

2022

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04

燃料电池寿命评估和在线预测的非线性方法-陈东方

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。

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2019

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