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    新闻分类:公司新闻   作者:admin    发布于:2019-11-274    文字:【】【】【


               三水升降车出租公司,    三水升降车租赁,   三水升降车出租    🧞‍♀️ 树荆棘得刺,   树桃李的荫 🧞‍♀️       PEMFC工作原理与内部结构??    PEMFC内部结构,   燃料电池的辅助系统主要包括有水热管理系统、氢气供给系统、空气系统、以及一个协调上述各系统工作的控制模块等。 PEMFC系统内部子系统水热管理系统主要由冷却循环水泵、散热器、传感器、控制器等组成。该系统通过水泵驱动冷却介质在燃料电池中循环流动,吸收燃料电池产生的热量,并通过散热器将该部分热量带到环境中去,进而使得电堆工作温度始终维持在最佳温度。由于质子交换膜在一定含水量条件下才可以传导质子,为了维持膜湿度稳定,水热管理系统同时担负着润湿送入电堆内氢气和空气,合理利用电堆内部反应生成水的任务。氢气供给系统主要由氢气罐、氢气管路、过滤器、氢气循环泵等组成。氢气供给系统为燃料电池提供压力、湿度、流量均可控的氢气参与反应。并通过氢气循环泵,将反应后残存的氢气重新泵入氢气供给管路,以此提高氢气的有效利用率,减少氢气直接外排所带来的风险。空气系统主要由空压机、驱动电机、过滤器、加湿器、空气管道组成。空气压缩机为电堆提供压力、流量均适宜的空气参与反应。空气在进入电堆前还需要通过加湿器对其加湿,以避免进入电堆的空气过于干燥而降低膜的湿度,影响反应效率。由于空压机压缩的空气来源于外部大气,所以在入口管道上安装过滤器过滤外界空气以免空压机吸入杂质。燃料电池控制模块担负着根据负载需求或外部工作环境(压力、温度、电压等)的变化,综合调节进入电堆的气体流量、压力、加湿/冷却系统的水流速等,保证整个系统的有效工作。




             空气系统模型,  空气系统是燃料电池系统重要的组成部分,本文研究的空气系统由离心式空压机、驱动电机、电机控制器、空气管道、空气过滤器等组成。为了便于控制研究,这里对空气系统主要组成部分的数学模型进行介绍。  空气压缩机模型包含空压机工作特性模型和热力学校正两部分。在该模型中,通过调节驱动电机的输入端电压可以改变空压机转速Ncp的大小,它们之间的动态变化关系,Jcp是空压机与驱动电机的合成转动惯量,wcp是空压机角速度,τcm为电动机转矩,τcp为驱动空压机转动所需转矩,电动机效率,kt、Rcm、kv是电机电气常数,vcm是驱动电机输入端电压,Pcp是空压机功率。空压机角速度wcp与空压机转速Ncp的关系,由图可以得到空压机涡轮转速NcpT、空压机出口空气流量Wcp和空压机出口压力Pcp三者之间的关系。将空压机转速和压缩比带入得到标况下(标准大气压Patm、25℃Tatm)的空压机出口流量Wcp,cal,空压机实际出口流量Wcp,rel进行修正:空气的比热比γ=1.4。空压机出口流量一定时,压缩比越高,系统的效率就越高,此时系统的工作点也就越靠近喘振区域。因此,开展防喘振研究使空压机工作点尽可能的靠近喘振线而不发生喘振对提升空压机工作效率具有重要意义。




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            考虑空压机驱动电动效率,则空压机系统总的效率可知空压机气体流量Wcp,由压缩机的等熵功率定义,可以得到空压机功率Pcp表达式,Cp为标况下的空气比热容,R为通用气体常数。空压机功耗与环境温度、出口空气流量和压缩比有关。在空气系统中,可以利用喷嘴流量方程计算空气管道内的流量,通过管道的空气流量是管道入口压力pu和管道出口压力pd的函数,定义压力比pr为:喷嘴流量方程根据压力比大小被分为两个不同的计算方程,定义临界压力比, 将γ=1.4带入,计算得到pr0为0.5283。当压力比pr>pr0,称为亚临界工作状态,此时流体流量计算方程,CD是参考系数,AT喷嘴开口面积。当压力比pr≤pr0,称为临界或超临界工作状态,此时流体流量计算方程.  当管道两端的压力变化不大时,可以对喷嘴流量方程做近似线性化处理,进而燃料电池阴极入口管道、电堆和排气管道质量流量方程可以线性化,  ksm、kca、krm为系数,大小均由管道本身特性决定,因此可以得出某个管道内空气流量的大小受到进出口两端压强的影响,通过调节电堆尾部排气蝶阀开度可以有效改变管道出口压强,进而改变空压机的工作状态。



             介绍了燃料电池的工作原理,并以此为基础分析了与传统发电方式相比燃料电池所具有的优势。然后将燃料电池系统分为了电堆、水热管理系统、空气系统、氢气供给系统、控制模块五个部分,分别介绍了每个部分的组成和功能。最后对燃料电池空气系统进行了分析建模,确定了驱动电机输入电压与出口流量之间的对应关系。




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    点击次数:16  更新时间:2019-11-27  【打印此页】  【关闭
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