质子交换膜燃料电池内部参数监测技术的研究

目录

声明

第1章 绪论

1.1 课题研究背景及意义

1.2 燃料电池及燃料电池监测技术研究现状

1.2.1 燃料电池分类及研究进展

1.2.2 燃料电池监测技术的研究现状

1.3 微传感器的研究现状

1.4 燃料电池内部参数监测需求分析

1.5 本文研究内容

1.5.1 主要研究内容

1.5.2 本文的结构框架

第2章 微传感器分布位置的理论研究

2.1 PEMFC数学模型

2.1.1 PEMFC电压模型

2.1.2 燃料电池热传输模型

2.1.3 守恒方程

2.2 PEMFC温度、电压分布特性研究

2.3 未嵌入传感器的单蛇形流道PEMFC性能研究

2.3.1 PEMFC计算模型网格划分

2.3.2 网格无关性验证

2.3.3 PEMFC仿真结果分析

2.3.4 实验验证仿真结果

2.4 微传感器分布位置对电池性能影响的研究

2.4.1 PEMFC计算模型网格划分及参数设置

2.4.2 PEMFC流道内部流场仿真结果分析

2.5 本章小结

第3章 流场分区及微传感器的设计与标定

3.1 流场选择及流场分区

3.1.1 流场选择

3.1.2 流场分区

3.2 微传感器设计

3.2.1 微传感器与MEMS简介

3.2.2 微传感器工作原理

3.2.3 微传感器结构设计及传感器的加工

3.3 PCB传感器监测电路设计

3.3.1 微传感器监测信号分析

3.3.2 PCB电路设计

3.4 微传感器标定实验

3.4.1 微温度传感器标定实验

3.4.2 电压传感器标定实验

3.5 本章小结

第4章 PEMFC在线监测实验平台研究

4.1 PEMFC内部参数监测技术方案

4.1.1 传感器信号调理技术分析

4.1.2 微传感器数据采集与通信模块

4.1.3 数据处理

4.1.4 数据存储

4.2硬件平台搭建

4.3 PEMFC监测软件平台搭建

4.3.1 PEMFC内部参数监测系统主面板

4.3.2 温度采集与可视化面板

4.3.3 PEMFC流场电流密度监测面板

4.4 本章小结

第5章 PEMFC在线监测实验研究

5.1 PEMFC内部参数在线监测实验

5.1.1 实验方案

5.1.2 实验条件

5.1.3 实验流程

5.2 操作参数和微传感器对电池性能的影响

5.2.1 电池温度对分区PEMFC性能的影响

5.2.2 背压对分区PEMFC性能的影响

5.2.3 反应气体湿度对分区PEMFC性能的影响

5.2.4 应用微传感器前后PEMFC性能对比分析

5.3 分区电池原位监测实验结果分析

5.3.1 不同电池温度下原位监测电池流场电流密度分布

5.3.2 不同背压下原位监测电池流场电流密度分布

5.3.3 不同反应气体湿度下原位监测电池流场电流密度分布

5.3.4 不同电池温度下原位监测电池流场温度分布

5.4 本章小结

第6章 总结及展望

6.1 本文总结

6.2 研究展望

致谢

参考文献

研究生期间成果及项目经历