质子交换膜燃料电池(PEMFC)发动机循环水管理模型

摘要

首先测试了北京飞驰绿能电池技术有限公司设计制造的1 8kW PEMFC电堆,得到了输出电流、电压、反应气体流量、加湿温度、电池堆上循环水入口和出口温度、以及电堆尺寸、质量等一系列参数.为了优化循环水管理,建立了循环水管理物理模型,该模型仅依赖于电堆输入和输出等宏观参数,不必考虑诸如质子交换膜的水迁移系数和冷却板、双极板上流场结构等微观参数.该模型在优化循环水系统配置、简化控制系统参数等方面具有一定优势.模型分析指出,在该发动机散热机制中,可以忽略热辐射以及反应物质流入流出对电池堆温度影响,循环水散热量占97%.18kW PEMFC发动机对散热器部分有较高要求,现阶段尚缺少燃料电池专用设备,采用中档轿车用散热器在经济和技术上都比较合适.为了达到快速启动目的,PEMFC电动汽车必须配备功率较大的二次电池,二次电池功率依启动时间而定.