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闭式循环燃料电池动力装置设计及应用研究
| 论文题名： | 闭式循环燃料电池动力装置设计及应用研究 |
| 关键词： | 水下潜器;闭式循环燃料电池;动力装置设计;气体管理系统;监控系统 |
| 摘要： | 车用燃料电池动力装置通常是在开式工况下运行的，基于水下应用的条件限制，本文研制了闭式循环燃料电池实验装置，该系统主要由气体管理系统、冷却水管理系统、加湿系统和监控系统组成。从闭式循环燃料电池动力装置的功能、安全性、可靠性角度出发，设计了该装置的气体管理系统、冷却水管理系统、加湿系统和监控系统。 采用STEP7软件编写了动力装置的控制系统程序，程序下载到PLC中来控制执行器;用PID算法控制气体和冷却水的进堆压力，保证进堆压差维持在合理范围内;并采用西门子WinCC软件制作上位机闭式循环燃料电池实验装置监控画面。PLC与WinCC之间通过MPI进行通讯，两者协同工作。 在完成实验装置设计和搭建的基础上，根据装置运行要求，完成了系统中每个元器件的接线和调试工作，保证元器件正常、协调工作。通过闭式循环氢氧实验发现，随着压力的增大，使催化剂与反应物有效接触，有助于电极表面反应速度的提升，减少了活化损失，同时增加压力可以增加可逆开路电压，从而改善动力装置的极化特性;电堆工作温度的升高增加了电流交换密度i0的值，从而降低了活化损失，改善装置性能。通过控制排空调节阀的开度，可以在闭式工况和开式工况之间相互切换，实验中对比了闭式工况和开式工况的运行情况，发现闭式工况下装置性能略有下降。 根据实验所得的特性和国外最新技术，对该装置应用于潜器的关键技术提出了初步解决方案。最后完成了适用于水下潜器的闭式循环燃料电池动力装置集成化设计。 |
| 作者： | 徐平 |
| 专业： | 动力工程 |
| 导师： | 张新玉;刘向 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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