车用闭口系燃料电池循环工况响应特性研究开题报告
2020-04-13 15:18:13
1. 研究目的与意义（文献综述）
选题背景及意义
面对日益加剧的环境和能源危机，为了减少石油能源的消耗，这使得人们不得不将目光投向其他能源领域。目前，国内外已经提出了许多替代的能源技术，如生物燃料、风能、太阳能、水力发电、地热能等等。这些能源技术都有其应用，但每一种替代能源技术都有其优点和缺点，大部分都无法应用于移动设备或便携设备。对于汽车动力而言，车用燃料电池被认为是最有希望取代内燃机的新能源动力转换装置之一，它具有运行温度低、启动迅速、能量转换效率高和环境友好等优点。闭口燃料电池相比于常规燃料电池，其阳极长时间闭口运行，大大提高了氢气的利用率，同时降低了燃料电池的成本、体积和质量，但阳极闭口也有其负面影响，长时间的阳极闭口会造成水、氮气及杂质气体的积累，进而降低电池效率，所以在阳极进行脉冲排放或气体循环来排出杂质，防止燃料电池性能退化。为了提高闭口燃料电池的性能，因此研究其不同工况、不同条件下的响应特性很有必要。
国内外研究现状
对于闭口系燃料电池运行特性的研究， 2015年5月，武汉理工大学陈奔研究了质子交换膜燃料电池中的水汽管理，得出结论：除了在低阴极过量系数且高电流密度下运行由于“水淹”引起电池失效外,其它各操作条件下阳极均能长时间闭口稳定运行，增加阴极出口尺寸，预置排气策略，尾气冷凝除湿可以有效缓解电池“水淹”行为,提高电池的性能和寿命。2012年《化学公报》刘靖、 万忠民等人，研究了不同温度下闭口中压氢-氧质子交换膜燃料电池的运行特性，电池性能随温度的升高而下降,电池的内阻随温度的升高而增大,高温时增幅较小。2016年，《工程物理学报》陈奔、王俊等人通过基于高氢气利用率的质子交换膜燃料电池运行特性研究，结果表明：氢氧燃料电池除了在低阴极过量系数且高电流密度之外在其它各工况下阳极闭口能长时间稳定运行，电池出口附近碳腐蚀造成的催化层减薄与电池出口附近处水淹是有必然联系的。国外学者alberto gomez等人研究了带阳极的质子交换膜燃料电池堆在立法过程中的瞬态响应，结果表明较低的清洗时间可以避免不理想的情况，高电流下的减速度和高吹扫周期可以随着时间的推移保持较好的性能。
2. 研究的基本内容与方案
基本内容
燃料电池汽车在行驶过程中需经历启动、怠速、额定、过载等不同工况运行。本毕业论文主要研究车用闭口系燃料电池循环工况响应特性。主要开展以下工作：
1．查阅关于工况对闭口燃料电池影响研究方面的文献资料，了解国内外相关研究现状；
2. 设计操作条件（如温度、湿度、压力）对闭口燃料电池运行特性影响实验方案并进行实验研究；
3. 研究计划与安排
| 周 次（时间） | 工 作 内 容 |
| 毕业实习周 2018.1.2-2018.1.14 | 赴校外实习，搜集设计资料，并提交实习日志，实习报告。 |
| 毕业设计预备周 2017.1.9-2017.1.13 | 教师确定指导人选，对未选好导师的学生进行调剂分配。确定选 题志愿、校内搜集资料、消化资料。 |
| 1~2（2.26~3.9） | 学生提交文献检索摘要。撰写开题报告。并完成网上提交开题报 告。整理论文提纲、设计概要。 |
| 3~4（3.12 ~ 3.23） | 进行外文翻译，并提交外文翻译译文。 |
| 5~ 6（3.26~ 4.6） | 绘图，撰写毕业设计说明书或论文。 |
| 7 ~ 8（4.9~ 4.20） | 撰写毕业设计说明书或论文，绘图。 |
| 9~11（4.23 ~ 5.11） | 完成绘图，并完成网上提交毕业设计说明书 |
| 12（5.14 ~ 5.18） | 学生书面提交毕业设计说明书、图纸或论文，并打印成册。并书 面提交答辩申请，并作答辩准备； |
| 13~14（5.21~ 6.1） | 教师审阅毕业设计说明书和图纸，审查确定学生答辩资格并予以 公示。 |
| 15（6.4~ 6.8） | 毕业设计答辩。 |
| 备注： | 此表是拟定时间。如有变化，以实际为准。 |
4. 参考文献（12篇以上）
4、参考文献
[1] 1.丁刚强，唐和清，周兵等人. 闭口氢-氧pem燃料电池非稳态运行研究[j]. 《电池工业》, 2011, 5:270-273.
[2] 2.陈奔.质子交换膜燃料电池水气管理研究及其优化设计[d]. 武汉理工大学，2015.
[3] 3.陈奔，王俊，涂正凯等. 基于高氢气利用率的质子交换膜燃料电池运行特性研究[j]. 《工程热物理学报》,2016,37(2):372-377.
