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车用质子交换膜燃料电池膜干化和水淹诊断研究
| 题名： | 车用质子交换膜燃料电池膜干化和水淹诊断研究 |
| 正文语种： | 中文 |
| 作者： | 张金辉 裴普成 |
| 作者单位： | 中国北方车辆研究所,北京 100072；清华大学,北京 100084 清华大学,北京 100084 |
| 关键词： | 质子交换膜燃料电池 在线水管理 水淹故障 膜干化 欧姆阻抗 故障诊断体系 |
| 摘要： | 水淹和膜干化是当前影响质子交换膜燃料电池系统工作性能和可靠性的突出问题。为监测燃料电池堆膜干化和水淹故障，常在燃料电池系统中增加单片电压巡检系统，这反而增加了系统的复杂程度和故障率。文中研究的目的是抛开单片电压巡检系统，利用阳极压力降对燃料电池进行水淹诊断和利用欧姆阻抗在线测量，对燃料电池堆进行膜干化诊断的方法。首先，利用电流中断法测量了燃料电池在不同工作条件下的欧姆阻抗，分析工作参数对欧姆阻抗的影响。通过试验的方法研究燃料电池的干化过程，得到燃料电池干化过程中工作电压、欧姆阻抗、阳极压力降等参数的变化规律。探讨在线测量燃料电池欧姆阻抗的实施方案可以判断燃料电池堆是否处于干化状态。其次，通过在燃料电池堆上开展水淹试验，研究发现在未发生水淹的情况下，阳极压力降数据同工作电流保持良好的线性关系；水淹发生时阳极压力降显著增大。工作参数对燃料电池的水淹有显著影响：增大阴极进气湿度、升高工作温度、减小阴极进气过量系数、增大工作电流，易于引起燃料电池水淹；而阳极进气湿度和工作压力对燃料电池水淹无明显影响。通过脉冲排气方法可以有效缓解燃料电池的水淹，选择合适的排气时机和排气脉宽可以提高燃料电池的性能和效率。通过研究，把燃料电池水淹预警方法和燃料电池膜干化诊断方法相结合，形成了车用燃料电池在线水管理故障诊断体系。对于优化燃料电池系统，提高燃料电池工作可靠性，延长燃料电池使用寿命具有重要意义。 |
| 会议日期： | 20091221 |
| 会议举办地点： | 北京 |
| 会议名称： | 2009北京汽车工程学会学术年会 |
| 出版日期： | 2009-12-21 |
| 母体文献： | 2009北京汽车工程学会学术年会论文集 |
| 分类号： | TM911.48 TM910.7 |
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