车用质子交换膜燃料电池变载工况下三维、两相CFD数值模拟研究

摘要

目前,成本和寿命是制约氢燃料电池汽车大面积商业化的重要问题,其中车用燃料电池处在变载工况是造成电池寿命衰减的主要原因.为研究变载工况电池内部动态响应机制,建立三维两相等温单体直流道燃料电池模型,在FLUENT中给定阶跃负载0.2-0.6A/cm2模拟变载工况,发现在变载瞬间单体电池电压从之前的0.743V立即下降至0.633V,随后经过12s左右质子交换膜内含水量的逐渐增加,使得电池单体电压逐渐上升至0.712V,揭示了电压的下冲量及响应时间取决于变载前后质子交换膜内含水量的重新分布.