纯电动汽车动力驱动系统参数匹配试验

基于车辆运行城市道路工况,结合车辆设计指标,以降低车辆能耗为目标,进行了动力驱动系统中电池、电动机及传动系统参数的优化匹配.对济南市道路工况进行测试,分析得到车辆行驶工况点密集区域.综合车辆设计目标,电池组电压及电池组质量对车辆能耗的影响,进行动力驱动系统关键部件选型,并在试验台上对选择的7.5 kW交流异步电动机系统效率特性、192 V/100 A·h磷酸铁锂电池组效率特性及其之间的匹配特性进行测试分析.利用底盘测功机测试并优化了电力驱动系统与机械传动系统之间的匹配关系,使电力驱动系统高效区与车辆实际道路行驶工况点密集区域相吻合.等速法测试结果表明:车辆按40 km·h-1匀速行驶里程达169 km;车辆在基本城市循环工况下100 km能耗为12.01 kW·h,续驶里程达160 km.     

质子交换膜燃料电池启动策略

为了缩短质子交换膜燃料电池启动过程中氢气/空气界面存在的时间并限制电堆启动电压,通过实验研究直接启动、启动前氢气吹扫时间以及启动辅助负载对质子交换膜燃料电池性能影响的差异性,在此基础上提出一种电堆启动时氢气吹扫阳极和启动辅助负载相结合的燃料系统启动控制策略。实验验证了该启动控制策略不仅能限制燃料电池启动时的高电压以及缩短燃料电池启动过程中电堆阳极侧氢气/空气界面的存在时间,还有利于提高单电池的电压均衡性,是一种有效的质子交换膜燃料电池启动控制策略。     

带燃料电池增程器的插电式混合动力电动车

由于日益严格的立法和公司面临的巨大社会压力,城市配送运输车队的电气化变得越来越重要。本文介绍了一款最大总重为7.5 t的3.5 t改装轻型车。该车有一个串行混合电动动力系统,最大电力牵引功率为150 kW,还有一个60 kW的燃料电池增程器。该车使用一个46 kW·h的电池,平均电压水平为400 V,从而使全电动范围达到120 km。电力驱动由一个感应电机和一个锂锰铁磷酸盐（LMFP）电池以及一个2速变速箱实现。燃料电池系统有一个容量为95 L的燃料箱,压力水平为70 bar,这使得车辆的总里程达400 km。一个质子交换膜（PEM）用于直接使用氢气,其额定功率为1.0 W/cm²。质子交换膜被集成在一个60 kW的燃料电池系统中,用于车辆的车载能源生产。对于空气通道,燃料电池系统有一个电动辅助涡轮增压器,以利用废气的热能。吸入空气的加湿是通过一个水喷射器实现的,该喷射器使用来自排气除湿的水。氢气路径是通过一个喷射器电路和一个用于处理氮气的清洗阀实现的。在下文中,将介绍燃料电池系统的设计和控制。最后,介绍了燃料电池系统运行过程中最重要的影响。     

飞机飞行参数测量系统的自主供电系统研究

为完成飞机飞行参数实时测量系统供电,研究了一种由柔性太阳能薄膜、超薄锂电池和电压变化及充放电管理电路组成的自主供电系统,完成了系统性能测试。测试结果表明,光照充足时,自主供电系统可在296 min内将1 800 mAh无电状态超薄锂电池充电至满电,光照稍弱时则需要386 min;超薄锂电池单独给柔性复合传感测量模块供电时,可使模块满负载工作约625 min;太阳能薄膜+超薄锂电池组合式供电经两个晴天两个阴天测试后锂电池电压由4.15 V降至3.51 V,柔性复合传感测量模块满负载工作1 678 min,可见研究的自主供电系统满足飞行参数测量系统长时间稳定供电的需求。     

不同空气阴极表面结构之锌-空气燃料电池性能

本论文主要针对锌-空气燃料电池之空气阴极表面结构进行改善.锌-空气燃料电池主要以氢氧化钾为电解液,利用不同空气电极表面结构进行空气阴极性能与寿命研究.实验中进行了开回路电压性能测试与定电流放电测试,并讨论其两者电压-电流性能及功率密度差异,比较不同表面结构阴极的对电解液的抗蚀能力,针对放电完的电池电极进行材料分析.由实验结果得知,如此类似保护膜功用之电极表面结构在电池反应时,能够减少电解液本身以及阳极金属氧化物对空气电极表面的影响,提供较长时间稳定电流输出,大大地提升锌-空气燃料电池空气电极之使用寿命.     

燃料电池车加氢及续驶里程测试典型问题研究

燃料电池汽车加氢目前受到标准法规限制,且会对整车续驶里程产生较为重要的影响,对其研究极为必要.同时,由于目前国内所采用的燃料电池汽车构型基本为氢-电混合动力系统,工况变化多样,且续驶里程测试的截止判断方法不一,将会影响其结果的准确性.针对上述问题,借助国家级第三方检测机构平台优势,利用某燃料电池MP V车型进行实车加氢和续驶里程试验,聚焦车辆加氢、补氢、续驶里程测试条件及结果的典型问题,展开相关研究.     

质子交换膜燃料电池系统引射器的氢气循环特性

针对质子交换膜燃料电池(PEMFC)低、中、高三种典型工况,采用索科洛夫方法进行了氢气循环引射器主要结构尺寸的设计并建立了相应流体动力学模型.定义了测试用循环工况并进行了CFD模拟仿真,基于仿真数据进行了引射器工作特性曲线图的二维三次样条插值拟合及负载电流下各工作流约束压力值的计算.搭建了引射器循环工况Simulink仿真模型进行相应的仿真分析,据此提出了两级引射器阳极循环系统方案.仿真结果表明,两级引射器阳极循环系统可以满足PEMFC燃料电池0~300A全负载范围的工作需求,且具有较好的引射特性.     

燃料电池DC-DC变换器的设计与数字化控制

针对燃料电池的实际要求设计并制作了推挽Buck型直流-直流(DC-DC)变换器的硬件电路,包括变换器主电路、控制电路、检测电路及保护电路等;采用状态空间平均法建立推挽Buck型DC-DC变换器的小信号模型,并且进行补偿反馈控制;基于通用反转控制器(GPIC)的现场可编程门阵列(FPGA)模块实现了推挽Buck型DC-DC变换器的数字化控制.结果表明,在FPGA模块的数字化控制下,自主研发设计的DC-DC变换器的输出电压能够很好地跟踪设定电压,具有优异的阶跃响应特性和较强的抗负载及输入扰动能力,能够保证燃料电池DC-DC变换器实现高效、可靠的电能转换.     

燃料中CO_2杂质对高温质子交换膜燃料电池性能的影响

目的研究燃料中添加不同浓度的CO2对高温质子交换膜(HT-PEM)燃料电池性能的影响.方法运用燃料电池测试系统对HT-PEM燃料电池的伏安特性和交流阻抗特性进行测试,并采用等效电路分析获得了HT-PEM燃料电池的等效元件,分析了重整燃料H2中CO2含量对HT-PEM燃料电池伏安特性和交流阻抗特性的影响.结果氢燃料中的CO2对HT-PEM燃料电池有一定的毒化作用,主要体现在CO2吸附在催化剂表面,形成了Pt-CO键,降低了电池的开路电压,导致浓差极化加剧.如果通入纯氢气燃料,电池性能可恢复至95.3%水平.结论提高燃料中CO2的含量,燃料电池的法拉第阻抗增大,电池的性能降低;随着温度的升高,电池系统对CO2的容忍度降低;CO2对电池性能的影响可以得到恢复.     

微生物燃料电池的热力学研究

主要从热力学方面研究微生物燃料电池的特性.研究发现:微生物燃料电池中葡萄糖的氧化是一个放热的熵增反应,能够自发进行.在标准状态条件下,最大发电量为2840kJ/mol;可逆电压为1.227V,其中阴极反应的可逆电压为1.229V,阳极反应的可逆电压为-0.002V.在压强不变的条件下,可逆电压与温度成线性变化关系,但变化幅度不大;在温度不变的条件下,压强与可逆电压无关;浓度对可逆电压的影响由能斯特方程来描述.