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关于燃料电池论文范文资料 与车用燃料电池耐久性解决策略有关论文参考文献

版权:原创标记原创 主题:燃料电池范文 科目:毕业论文 2024-01-25

《车用燃料电池耐久性解决策略》:这是一篇与燃料电池论文范文相关的免费优秀学术论文范文资料,为你的论文写作提供参考。

作者简介:

衣宝廉

中国工程院院士.中国科学院大连化学物理研究所研究员.70年代以来长期从事化学能与电能的相互转化研究与工程开发,是我国燃料电池技术学术带头人之一.先后荣获国家省部级奖励6项,申请专利180余件,发表论文330余篇,培养了60多名研究生,著有《燃料电池原理、技术与应用》等专著.

侯 明

中国科学院大连化学物理研究所研究员,博士生导师.从事燃料电池堆、模块及相关材料与部件的研究与开发,在燃料电池双极板、高比功率电堆、环境适应性、耐久性等方面取得创新成果,负责完成了“863”电动汽车重大专项“下一代燃料电池系统研究与开发”等课题.发表论文100余篇、发明专利60余项,撰写了6本著作中燃料电池章节.制定了10余项燃料电池国家标准.获辽宁省科技发明一等奖、大连市科技进步一等奖等奖项.

一、引言

随着能源安全、能源环境及能源效率问题的日益严峻,发展新能源汽车已成为世界范围内的热点之一.主席2014年5月24日在上海汽车集团考察时强调,发展新能源汽车是我国从汽车大国迈向汽车强国的必由之路.发展新能源汽车已经成为我国的基本国策之一.

燃料电池汽车作为新能源汽车的重要组成部分之一,它以其动力性能高、续驶里程长及与可再生能源兼容等特点,得到国内外政府、大型车企及科研机构的普遍重视.尤其是近10年来,燃料电池汽车技术有了飞跃式的发展,燃料电池性能方面,美国UTC报道的燃料电池客车寿命已经超过12000h,通用公司的燃料电池发动机的尺寸已与传统的4缸内燃机相似,丰田、本田的燃料电池电堆比功率已经超过3kW/L.燃料电池产业化进程方面,日本丰田公司走在前列,已在2014年底开始燃料电池汽车的销售,韩国现代集团也宣布2015年将开始1000辆燃料电池车的量产.国内车用燃料电池技术经过“十五”到“十二五”的发展取得了长足的进展,上汽与新源动力联合开发的荣威750型燃料电池轿车进行了“创新征程-2014年新能源汽车万里行”(如图1所示),历时3个月,行驶里程超过10000km,经过各种气候及地理环境的考验,达到了预期的性能,为国内燃料电池汽车产业化迈出了坚实的一步.此外,国内燃料电池关键材料与部件水平也得到了明显的提升,研制的催化剂、增强复合膜、碳纸、膜电极等性能已达到先进的国际同类产品水平,下一步需要政府与企业投入建立批量生产线,逐步实现国产化.中科院大连化物所研制的基于金属双极板的燃料电池电堆其比功率已经达到3kW/L,进入国际先进水平行列.目前,燃料电池技术已经进入商业化的前夜,与国际先进水平相比,国内燃料电池技术还面临着成本与寿命的挑战,本文重点解析一下耐久性方面的相关问题.

二、车用燃料电池耐久性影响因素

与稳态运行的燃料电池系统(如电站等)相比,车辆的动态循环工况及环境是引起燃料电池衰减的主要原因,包括载荷变化、启动停车、低载怠速等车辆运行条件以及低温、污染空气等车辆运行环境.如载荷变化会引起电压变化、反应气压力波动、温湿度变化、欠气等,导致燃料电池催化剂衰减、膜及膜电极的损伤;启动停车、低载怠速等会产生高电位,使燃料电池催化剂碳载体腐蚀,导致由于催化剂流失而引起的燃料电池性能衰减;燃料电池在污染空气或含有杂质的氢气下运行,尤其是硫化物杂质会引起燃料电池催化剂中毒.此外,水热管理不当,也会导致燃料电池性能出现不可逆衰减.燃料电池耐久性下降,往往是由这些因素综合影响的结果.需要对引起燃料电池衰减的不同机理,有针对性地采取应对措施,以期达到提高燃料电池寿命的目的.表1列出了可能的衰减原因、衰减现象及解决对策.从对策方面,可以在现有材料的基础上,通过控制策略的改进,提高燃料电池的耐久性,但是会一定程度上使燃料电池系统复杂;而改进和创制新材料,是解决耐久性的一个终极目标,但需要相对长的时间,新材料采用后,可以在简化系统基础上实现燃料电池长寿命.

三、提高车用燃料电池耐久性的对策分析

图1.荣威750型燃料电池轿车参加“创新征程-2014年新能源汽车万里行”.

1.避免车辆动态循环衰减的应对策略

在车辆循环工况下,燃料电池电压也随之变化,导致电极电位发生频繁的电位扫描,这将会导致催化剂团聚与流失,引起燃料电池性能衰减.采用“电电”混合应对策略,即燃料电池与二次电池或超级电容器形成混合动力,在高载时二次电池与燃料电池一同工作,在低载时,燃料电池给二次电池充电,二次电池起到“削峰”“填谷”作用,燃料电池输出电压保持相对稳定,从而避免了频繁电位变化,使燃料电池寿命相对延长.目前,“电电”混合模式已经成为国际上燃料电池汽车的主流技术路线,经过实践证明这种技术能够有效地提高燃料电池的耐久性,在实际设计中,燃料电池与二次电池输出动力比例可根据具体车载工况加以确定.图2. 高活性、高稳定性的ORR催化剂.

燃料电池论文参考资料:

结论:车用燃料电池耐久性解决策略为关于燃料电池方面的论文题目、论文提纲、燃料电池论文开题报告、文献综述、参考文献的相关大学硕士和本科毕业论文。

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