水冷PEMFC热管理系统流量跟随控制策略

针对传统温度控制策略在水冷型质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)工作中水泵和散热器风扇存在的强耦合性,并为了提高电堆的工作性能和寿命,提出一种流量跟随电流的温度控制策略,根据电堆电流变化调节冷却水流量来控制电堆冷却水进出口温差,通过PID控制器调节散热风扇控制电堆入口温度。在水冷PEMFC热管理平台上对传统控制策略、流量跟随控制策略做了实验对比。结果表明,流量跟随电流控制策略使冷却水出口温度最大超调量减少64.3%,冷却水出入口温差最大偏差减少46.7%,调整时间平均缩短73 s,达到了较高的控制精度和响应速度,削弱了水泵和散热风扇的强耦合作用,流量跟随电流控制策略能够满足PEMFC系统对温度控制的要求。

基于OPC技术的水冷PEMFC热管理控制系统

为改善传统温度控制方法在水冷型质子交换膜燃料电池(PEMFC)系统工作中出现的冷却水泵和散热器风扇的强耦合特性,该文提出一种流量跟随功率的改进温度控制策略。通过OPC技术(用于过程控制的OLE)实现可编程逻辑控制器(PLC)和Matlab的实时通讯,利用Matlab/Simulink模拟电堆功率和输出控制量。最后,在水冷PEMFC热管理实验平台对流量跟随功率控制与传统温度控制策略进行实验对比,实验结果表明,流量跟随功率控制策略实现了冷却水泵和散热器风扇有效解耦,具有较好的控制精度和响应速度,取得了优于传统温度控制策略的控制效果,能够满足水冷PEMFC系统对温度控制的需求。

操作条件对质子交换膜燃料电池电化学阻抗动态行为的影响

应用交流阻抗谱法(electrochemical impedance spectroscopy,EIS)研究温度、湿度和阴、阳极过量系数4种操作条件对质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)电化学阻抗的影响,并应用复合阻容并联等效电路对实验结果进行等效拟合。实验结果表明,PEMFC单电池的电流密度为1400 m A/cm2时,阴极过量系数对PEMFC单电池高频阻抗的影响最大,温度和湿度次之,阳极过量系数影响最小;不同操作条件的改变对高频阻抗谱中的欧姆阻抗的影响非常小,主要通过影响阴阳极法拉第阻抗来影响PEMFC单电池的输出性能;等效结果和实验结果在不同频率段的阻抗表现出一致的变化规律,各阻抗的误差值能够控制在2m?以内,可以有效地等效替代实验结果。

质子交换膜燃料电池启停策略研究现状

从耐腐蚀性催化剂载体、催化剂研发及启停控制策略应用等3个方面,对现有质子交换膜燃料电池(PEMFC)启停策略进行综述。探讨可防止燃料电池性能衰减的启停控制策略。指出只有将低成本的耐腐蚀性载体、催化剂和启停控制策略互相结合,才能避免启停过程中PEMFC性能的衰减。