车用PEMFC保温试验研究

用不同保温材料在电堆内冷却液排空与不排空的条件下,在-20℃和-10℃的环境仓内,对电堆进行保温与不保温的试验研究。试验结果表明,在-20℃和-10℃环境下不对电堆进行保温,电堆从80℃降到0℃所需要的时间分别为3.0h和4.0h。在-20℃环境下,排空电堆内部的冷却液,用20mm厚的聚苯乙烯作为电堆的保温材料,电堆从80℃降到0℃的保温时间比其不排空自身冷却液的保温时间延长了8h。真空绝热板的保温效果最好,在电堆内部冷却液排空的条件下,20mm厚的真空绝热板在-10℃的环境下,电堆从80℃降到0℃保温时间可以达到45h。

车用PEMFC电堆低温起动试验研究

根据质子交换膜燃料电池(PEMFC)电堆起动和停机的控制策略,建造了PEMFC电堆低温起动平台。用20mm厚的软橡塑泡沫、聚苯乙烯和真空绝缘板将电堆密封,在-10℃环境舱内分别进行保温试验研究;当电堆中最冷的电池阴极催化层的温度达到触发温度(0℃)时,起动并加载PEMFC电堆至某一低温起动试验工况。试验结果揭示了PEMFC电堆低温起动的某些规律,为燃料电池汽车的商业化提供技术基础。

车用质子交换膜燃料电池电堆保温仿真研究

建立10 k W燃料电池电堆有限元的简化仿真模型。未采取保温措施时,在-20、-10和15℃的环境温度下,电堆从80℃降低到0℃所用的时间分别为3.0、4.0和8.0 h;用20 mm厚的聚苯乙烯在-20℃环境中对电堆进行保温,电堆从80℃降低到0℃需要26.3 h,电堆内部温差约为2℃,热流在电堆的四个面均匀分布;用20 mm厚的VIP(真空绝缘板)在-20℃环境中对电堆进行保温,电堆从80℃降低到0℃需要34.8 h。因此,用20 mm厚的聚苯乙烯或VIP在-10和-20℃的环境下对燃料电池发动机的电堆进行保温,可满足燃料电池汽车冬季上下班运行的需求。