大功率质子交换膜燃料电池电堆膜电极一致性研究

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作者 陈宏 江坤 +3 位作者 唐廷江 黄易元 池滨 廖世军 《化工学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第2期637-646,共10页

随着燃料电池应用领域的拓宽以及应用规模的不断扩大,大功率燃料电池电堆的需求也不断上升。大功率燃料电池电堆的电压一致性是衡量或影响电堆性能的重要指标。对某公司生产的65 kW大功率电堆进行了单电池一致性的研究,考察不同运行条... 随着燃料电池应用领域的拓宽以及应用规模的不断扩大,大功率燃料电池电堆的需求也不断上升。大功率燃料电池电堆的电压一致性是衡量或影响电堆性能的重要指标。对某公司生产的65 kW大功率电堆进行了单电池一致性的研究,考察不同运行条件对于电堆一致性的影响,并对其产生的可能原因进行了深入的研究和讨论。研究结果表明:在额定功率和给定的运行条件下,电堆表现出了较好的一致性;电堆输出功率、电堆温度和温差、反应气体计量比、气体湿度等对电堆膜电极一致性均有较大的影响。其中输出功率、空气计量比、气体湿度对于电堆一致性的影响最为强烈,输出功率增高、空气计量比和空气湿度降低均会大幅度降低电堆的一致性。在研究结果的基础上,提出了保持大功率燃料电池电堆一致性的运行条件的建议。可为改善大功率电堆的设计和优化大功率电堆的运行条件,及促进我国燃料电池技术及产业的发展提供参考。 展开更多

关键词 质子交换膜燃料电池 大功率电堆 电压一致性 运行条件影响

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进气相对湿度对变载工况下PEMFC电堆性能的影响

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作者 胡超 罗马吉 +1 位作者 陈云 张锐明 《江苏大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第2期154-159,共6页

为了探究进气相对湿度对质子交换膜燃料电池电堆变载工况性能的影响,设计了一个动态循环工况,包括电流密度从0.10到0.35 A/cm^(2)、从0.10到1.00 A/cm^(2)的2种阶跃工况和电流密度分别为0.10、0.35、1.00 A/cm^(2)的稳定工况,进行了相... 为了探究进气相对湿度对质子交换膜燃料电池电堆变载工况性能的影响,设计了一个动态循环工况,包括电流密度从0.10到0.35 A/cm^(2)、从0.10到1.00 A/cm^(2)的2种阶跃工况和电流密度分别为0.10、0.35、1.00 A/cm^(2)的稳定工况,进行了相对湿度分别为20%、30%、50%、70%、80%的5组试验.结果表明:恒流状态时,电堆在不同电流密度下对相对湿度的敏感性不同,在大电流密度下相对湿度对电堆性能影响较大;变载过程中,电堆电压出现下冲和过冲现象,加载过程的电压下冲量与变载幅度和相对湿度有关,电堆单电池电压一致性变差,电压一致性与进气相对湿度有关. 展开更多

关键词 燃料电池 相对湿度 变载工况 电压一致性 电堆性能

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基于循环工况的燃料电池堆电压一致性评价 被引量：6

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作者 侯永平 陈锴 兰昊 《电池》 CAS 北大核心 2021年第3期216-220,共5页

基于车用动态循环工况,对车用燃料电池堆进行1044 h耐久性实验。基于实验数据,从电流和运行时间两个方面进行燃料电池堆电压一致性研究,发现电压一致性随电流的增加和运行时间的延长而变差。在此基础上,提出一种改进的单体电池电压一致... 基于车用动态循环工况,对车用燃料电池堆进行1044 h耐久性实验。基于实验数据,从电流和运行时间两个方面进行燃料电池堆电压一致性研究,发现电压一致性随电流的增加和运行时间的延长而变差。在此基础上,提出一种改进的单体电池电压一致性评价方法,指标包括:电压最大偏差率、单体电压波动率和单体电压异众比率。在改进的评价方法中,综合考虑3个指标来评价单体电池电压的一致性,避免单一指标的片面性。该方法能客观地评价电压一致性,具有广泛的适用性。 展开更多

关键词 质子交换膜燃料电池(PEMFC) 燃料电池堆 电压一致性 评价方法

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大功率燃料电池建模与电压一致性分析

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作者 包敏杰 俞小莉 +3 位作者 黄瑞 陈俊玄 陈孝炀 郅文彬 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期952-962,共11页

随着燃料电池堆朝着大功率发展,其工作时单体间的不一致性更加明显,长时间处于恶劣工作条件的单体寿命会明显短于其他单体,并导致电池堆的寿命大幅缩减。为探究不同运行参数对大功率燃料电池单体工作性能一致性的影响规律,首先,建立了... 随着燃料电池堆朝着大功率发展,其工作时单体间的不一致性更加明显,长时间处于恶劣工作条件的单体寿命会明显短于其他单体,并导致电池堆的寿命大幅缩减。为探究不同运行参数对大功率燃料电池单体工作性能一致性的影响规律,首先,建立了包括流体网络模型、燃料电池电压模型和燃料电池热阻模型三个部分的110 kW大功率燃料电池模型。其次,开展燃料电池稳态试验,对所建立的燃料电池模型进行试验验证,仿真与试验结果误差在5%以内。最后,基于模型仿真,以电压最大偏差率为评价指标,分别探究工作电流、冷却水流量和冷却水进口温度三个运行参数对燃料电池电压一致性的影响规律。仿真结果表明,工作电流对燃料电池单体电压一致性的影响程度更大,其次是冷却水进口温度,最后是冷却水流量。本研究有助于大功率燃料电池发动机的结构优化设计以及为热管理控制策略开发提供指导。 展开更多

关键词 燃料电池 电压一致性 最大偏差率

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基于云端数据的电池组温度及电压一致性关联分析

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作者 王丽梅 张迎 +3 位作者 陆东 赵秀亮 李扬 孙洁洁 《重庆理工大学学报（自然科学）》 北大核心 2023年第9期13-22,共10页

电池制造过程的初始差异和实际使用时的动态差异,带来动力电池组中各单体电池的一致性差异,对电动汽车整体性能产生负面影响,并造成安全隐患。以某电动汽车动力电池组为研究对象,对云端源数据进行预处理,实现了充放电片段的有效分割;提... 电池制造过程的初始差异和实际使用时的动态差异,带来动力电池组中各单体电池的一致性差异,对电动汽车整体性能产生负面影响,并造成安全隐患。以某电动汽车动力电池组为研究对象,对云端源数据进行预处理,实现了充放电片段的有效分割;提出了放电工况下基于层次聚类分析电池组温度一致性和电压一致性的方法;以类间距极差作为不一致性评价指标,分析了温度和电压不一致性变化趋势。研究发现,可根据温度不一致性将云端数据分为5个阶段,电压不一致性受温度不一致性影响较大,电压不一致性具有一定的不可恢复性,总体呈上升趋势。 展开更多

关键词 动力电池组 云端数据 放电工况 温度一致性 电压一致性

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磷酸铁锂电池电压一致性改善研究 被引量：3

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作者 张大峰 刘炜 刘丽 《电源技术》 CAS 北大核心 2021年第3期289-290,308,共3页

从环境温度和分容方式两方面进行实验,最终确认了环境温度在35℃结合分容放电后以小倍率电流续放电或微补电的方式,对电压一致性的改善有显著作用。

关键词 磷酸铁锂电池 电压一致性 环境温度 小倍率电流 续放电 微补电

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循环工况研究PEMFC单体电池电压的一致性 被引量：3

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作者 侯永平 张若婧 +1 位作者 张涛 王丹 《电池》 CAS CSCD 北大核心 2019年第6期463-466,共4页

基于功率为4.5 k W燃料电池堆的台架动态循环工况试验,研究质子交换膜燃料电池(PEMFC)堆单体电池电压的一致性。选用熵值法对循环工况中的电流密度进行权重分析,选出开路电压、怠速功率、15%额定功率及额定功率对应的特征电流密度,并对... 基于功率为4.5 k W燃料电池堆的台架动态循环工况试验,研究质子交换膜燃料电池(PEMFC)堆单体电池电压的一致性。选用熵值法对循环工况中的电流密度进行权重分析,选出开路电压、怠速功率、15%额定功率及额定功率对应的特征电流密度,并对单体电池电压一致性变化规律进行整体分析,验证特征电流密度可替代循环工况中的不同电流密度点,反映单体电池的电压一致性。利用统计学参数变异系数和相对极差来衡量单体电池的电压一致性,发现在大电流密度及长时间运行时,电压一致性明显变差。性能最差时,变异系数为3.1%,相对极差为9.4%。 展开更多

关键词 燃料电池堆 电压一致性 单体电池 变异系数 相对极差

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电动汽车动力电池运行中SOC性能评估分析 被引量：2

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作者 原帅 王悦 李超 《内蒙古电力技术》 2016年第6期81-84,共4页

以内蒙古电力科学研究院电动汽车使用的锂动力电池充放电试验为依据,利用监控系统积累的电动汽车动力电池运行数据,采用动力电池性能测量方法,结合实际运行状态下温度、均衡性、充放电电流等对动力电池的影响,从电压一致性及环境温度和... 以内蒙古电力科学研究院电动汽车使用的锂动力电池充放电试验为依据,利用监控系统积累的电动汽车动力电池运行数据,采用动力电池性能测量方法,结合实际运行状态下温度、均衡性、充放电电流等对动力电池的影响,从电压一致性及环境温度和放电速率等方面对电池荷电状态(SOC)进行评估分析,认为放电倍率和环境温度是影响SOC评估的重要因素,建议运行中的动力电池应尽量避免大电流放电,以提高电池的使用寿命和运行经济性。 展开更多

关键词 电动汽车 动力电池 电池荷电状态 电压一致性

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三元锂离子电池容量分档方法研究

9

作者 阴育新 张博文 张俊英 《电池工业》 CAS 2022年第4期181-185,共5页

锂离子电池的一致性对于整车系统的循环寿命具有重要影响,建立一套准确的容量分档方法,同时能够保证稳态电压的一致性对锂离子电池性能一致性具有重要保障。本文通过三元电池SOC-OCV关系,化成结束充电容量、开路电压,计算出电池容量。... 锂离子电池的一致性对于整车系统的循环寿命具有重要影响,建立一套准确的容量分档方法,同时能够保证稳态电压的一致性对锂离子电池性能一致性具有重要保障。本文通过三元电池SOC-OCV关系,化成结束充电容量、开路电压,计算出电池容量。通过化成充放电流程优化,削减了温度对电池电压的影响,最终形成了一套比较新颖的三元锂离子电池容量分档方法,且稳态电压一致性较高。通过批量验证,此方法将容量差控制在不大于1%,压差不大于5 mV,在实际整车系统中反馈良好。 展开更多

关键词 三元锂离子电池 容量分档 电压一致性

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基于电压一致性的能源互联微网无功功率分配

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作者 丁惜瀛 毕明涛 宫晶赢 《控制与信息技术》 2021年第2期56-60,共5页

为了更高效地利用能源,文章提出一种能够独立运行的区域性能源互联微网结构,其针对微网内交流线路阻抗不一致导致的微源输出电压偏差问题,采用分布式平均电压一致性算法提高无功功率分配精度;通过对并网逆变器下垂控制电压给定值进行二... 为了更高效地利用能源,文章提出一种能够独立运行的区域性能源互联微网结构,其针对微网内交流线路阻抗不一致导致的微源输出电压偏差问题,采用分布式平均电压一致性算法提高无功功率分配精度;通过对并网逆变器下垂控制电压给定值进行二次调节,使各微源无功功率按容量比例分配且输出电压趋向一致。相比于集中式控制,分布式控制不使用中央控制器,可提高系统的协调性和可靠性。通过建立Matlab/Simulink仿真模型对能源互联微网运行性能进行验证,结果证明了该分布式控制策略的有效性。 展开更多

关键词 能源互联微网 无功功率分配 多智能体系统 电压一致性 协调控制

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脉冲变压器对PFN-Marx充电过程分析

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作者 胡益 贺军涛 李志强 《微波学报》 CSCD 北大核心 2014年第S1期429-432,共4页

脉冲变压器对PFN-Marx充电这种非恒压直流充电方式使得各级PFN之间能采用自击穿开关。在PFN-Marx充电过程中,网络延时使得各级PFN上充电电压不一致和充电电流分布不均匀。这种不均匀性提高了电容器损坏的风险和系统工作的不稳定性。本文... 脉冲变压器对PFN-Marx充电这种非恒压直流充电方式使得各级PFN之间能采用自击穿开关。在PFN-Marx充电过程中,网络延时使得各级PFN上充电电压不一致和充电电流分布不均匀。这种不均匀性提高了电容器损坏的风险和系统工作的不稳定性。本文从LC梯形网络出发,采用电路原理推导了脉冲变压器对PFN-Marx充电时每一级PFN上充电电压计算方法,进而研究了系统参数及电感排列方式对充电电压一致性的影响,模拟研究表明该计算方法可以为PFN-Marx结构和参数设计提供参考。 展开更多

关键词 PFN-Marx 脉冲变压器 LC梯形网络充电 电压一致性

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风电储能系统运行分析及控制策略探究

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作者 赵奎 《中文科技期刊数据库（全文版）工程技术》 2021年第2期166-168,共3页

近几年,新能源产业迅猛发现,为有效利用清洁能源,储能也越来越受到人们的广泛关注。本文基于风电储能典型运行工况及实际运行数据,多角度分析了储能系统运行特点、不同类型储能电池运行过程中的特性及差异。同时,根据实际运行经验为后... 近几年,新能源产业迅猛发现,为有效利用清洁能源,储能也越来越受到人们的广泛关注。本文基于风电储能典型运行工况及实际运行数据,多角度分析了储能系统运行特点、不同类型储能电池运行过程中的特性及差异。同时,根据实际运行经验为后期储能设计、控制策略优化提出了自己的建议。 展开更多

关键词 控制策略 电压一致性 充放电效率 温升

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考虑通信时延的事件触发电压分布式协同控制 被引量：21

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作者 张占强 窦春霞 +2 位作者 岳东 张博 张怀品 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第17期5426-5434,共9页

在由多个分布式发电单元(distributed generation units,DG)构成的孤岛微电网(microgrid,MG)中,为减小由不匹配馈线阻抗导致的无功均分偏差,该文提出一种事件触发电压分布式协同控制(voltage distributed cooperative control,VDCC),旨... 在由多个分布式发电单元(distributed generation units,DG)构成的孤岛微电网(microgrid,MG)中,为减小由不匹配馈线阻抗导致的无功均分偏差,该文提出一种事件触发电压分布式协同控制(voltage distributed cooperative control,VDCC),旨在通过稳定的DGs电压同步来改善无功均分精度。首先,采用事件触发电压一致性控制方法,通过减少采样电压的传输来节约通信资源;其次,在逆变器电压内环采用具有通信输入时延的电压H∞跟踪控制,并采用李雅普诺夫泛函方法推导稳定性判据;最后,在MATLAB/Simulink中建立MG仿真模型,通过结果证明该方法的有效性。 展开更多

关键词 孤岛微电网 无功均分 事件触发电压一致性 通信输入时延 H∞跟踪控制

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燃料电池系统温度及空气化学计量比影响研究

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作者 叶遥立 毛正松 +2 位作者 刘兵 李嫣然 黄延楷 《电源技术》 CAS 北大核心 2024年第6期1042-1047,共6页

研究了电堆入口冷却液温度、空气化学计量比对于燃料电池系统发电性能的影响。结果表明:在中高功率(57%以上)条件下,燃料电池系统效率与冷却液温度相关,随温度上升而上升,66℃以上保持不变,优化冷却液温度可以提升1.0%的系统效率。但在... 研究了电堆入口冷却液温度、空气化学计量比对于燃料电池系统发电性能的影响。结果表明:在中高功率(57%以上)条件下,燃料电池系统效率与冷却液温度相关,随温度上升而上升,66℃以上保持不变,优化冷却液温度可以提升1.0%的系统效率。但在低功率(14%以下)条件下,温度的影响不显著。提升空气化学计量比降低了燃料电池系统发电效率,相比最高效率下降了3.8%,但提高了单体电压一致性,显著影响最低单体电压及最大单体电压均低差值。可依据最大单体电压均低差值判断最优空气化学计量比。 展开更多

关键词 燃料电池系统 系统效率 冷却液温度 空气化学计量比 单体电压一致性

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燃料电池气体温湿度与电堆性能分析 被引量：2

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作者 张海波 高勇 《船电技术》 2019年第5期42-45,共4页

系统性能指标是实现燃料电池工程化应用的瓶颈之一,系统搭建和调试过程中,空气与燃料温湿度是影响质子交换膜燃料电池性能的重要因素,对系统控制策略和辅机搭配方案的制定产生很大影响。本文通过实验与统计相结合的研究方式,研究15 kW... 系统性能指标是实现燃料电池工程化应用的瓶颈之一,系统搭建和调试过程中,空气与燃料温湿度是影响质子交换膜燃料电池性能的重要因素,对系统控制策略和辅机搭配方案的制定产生很大影响。本文通过实验与统计相结合的研究方式,研究15 kW燃料电池电堆在增湿温度分别为60℃、70℃和80℃条件下分别进行氢空单侧增湿、双侧增湿和不增湿时的输出功率、发电效率和单电池电压一致性。其中输出功率采用测试台直接测量、发电效率通过经验公式计算、电压一致性则通过巡检记录和统计方法相结合的方式评价。结果表明70℃时各增湿方案下优于其他温度同等湿度条件下的电堆性能,有增湿条件明显优于无增湿方案电堆性能,而双侧增湿和氢空单侧增湿对电堆性能影响不大。 展开更多

关键词 燃料电池 系统性能 温度 湿度 单片电压一致性

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压接型IGBT内部栅极电压一致性影响因素及调控方法 被引量：2

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作者 张冠柔 傅实 +4 位作者 彭程 李学宝 唐新灵 赵志斌 崔翔 《半导体技术》 CAS 北大核心 2021年第5期393-401,共9页

压接型绝缘栅双极晶体管(IGBT)的驱动印制电路板(PCB)寄生参数不一致会引起瞬态过程中内部IGBT芯片栅极电压不一致,芯片不能同时开通,造成芯片的瞬态不均流。结合压接型IGBT驱动PCB结构及运行工况,建立了包含驱动源、芯片模型、驱动PCB... 压接型绝缘栅双极晶体管(IGBT)的驱动印制电路板(PCB)寄生参数不一致会引起瞬态过程中内部IGBT芯片栅极电压不一致,芯片不能同时开通,造成芯片的瞬态不均流。结合压接型IGBT驱动PCB结构及运行工况,建立了包含驱动源、芯片模型、驱动PCB的一体化电路模型,分析了栅极内电阻、栅射极电容以及驱动电阻对驱动电压一致性的影响。在此基础上提出了驱动PCB电感匹配、并联芯片数匹配以及集中电阻补偿的驱动PCB的调控方法,以实现对栅极电压一致性的有效调控。研究表明驱动电阻是造成芯片栅极电压不一致的主要因素。利用上述调控方法可将芯片开通时间的不均衡度由79.2%分别降低至2.86%、7.1%和7.5%,实验验证了所提出的驱动PCB调控方法的有效性。 展开更多

关键词 压接型绝缘栅双极晶体管(IGBT) 并联均流 栅极电压一致性 驱动印制电路板(PCB) 布线原则 调控方法

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基于电压频域特征和异常系数的动力电池故障诊断方法 被引量：7

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作者 刘鹏 吴志强 +1 位作者 张照生 孙振宇 《中国公路学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第8期89-104,共16页

动力电池系统是电动汽车(EV)的关键部件和主要故障源,因而提高动力电池故障诊断的效率和准确率显得尤为重要。基于此提出一种基于快速傅里叶变换(FFT)和异常系数评估(ACE)的动力电池电压不一致性故障诊断方法。针对6辆发生故障或热失控... 动力电池系统是电动汽车(EV)的关键部件和主要故障源,因而提高动力电池故障诊断的效率和准确率显得尤为重要。基于此提出一种基于快速傅里叶变换(FFT)和异常系数评估(ACE)的动力电池电压不一致性故障诊断方法。针对6辆发生故障或热失控事故的电动汽车和1辆电压一致性良好的电动汽车,基于其在新能源汽车国家监管平台的全生命周期运行数据,经过电压数据的数据清洗、数据变换等大数据预处理后,利用FFT技术时频变换,提取频域中的幅值作为故障诊断的特征参数;然后,引进基于Z分数理论的异常系数对故障程度进行定量评估,以实现故障单体的检测和定位;此外,针对存在多个故障单体的情况,基于单体异常率的计算,实现单体故障程度的判定和排序;在此基础上,详细分析电压数据长度及采样间隔、FFT采样点数对模型的影响;最后,与基于熵和Z分数的电压故障诊断方法进行比较。研究结果表明:在上述研究条件下,该诊断方法对于电压一致性良好的车辆未产生误报警,且可以有效地检测出事故车辆动力电池系统存在的电压不一致性故障;相比之下,模型平均计算准确率提高了3.25%,模型平均耗时仅为熵值模型的0.55%;验证了该方法故障单体定位更精准、数据适用性更好及计算速度更快的优点。该研究成果能有效实现动力电池电压不一致性故障诊断,具有较高的工程应用价值。 展开更多

关键词 汽车工程 故障诊断 快速傅里叶变换 电压不一致性 异常系数 大数据

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