质子交换膜燃料电池(PEMFC)在运行过程中,化学反应会产生大量的热量,需要通过高效的冷却设计来带走这些热量。为了使燃料电池的温度更加均匀并提升燃料电池的效率,设计了一种新型仿生叶脉形冷却流道,采用计算流体力学(CFD)方法,与平行冷却流道、蛇形冷却流道在冷却流场的最高温度、进出口温差、温度均匀性和压降特性等方面进行对比研究。研究结果表明:与传统的平行和蛇形冷却流道相比,在相同的冷却条件下,仿生叶脉形冷却流道温度均匀性最好。此外,虽然蛇形冷却流道的冷却性能优于平行流道,但会导致更高的压力损失。与两种传统流道相比,在相同的冷却条件下,仿生叶脉形冷却流道不仅冷却性能最好,最高温度值降低到346.6 K,其冷却板温度均匀性UT更好,而且进出口压力差最小,造成的压降损失更小。

本文对氢燃料电池金属极板液压快速成形装备的设计思路进行了详细介绍,该类新型节能快速成形装备是针对金属极板成形工艺而开发,不但具备远超常规液压机的工作节拍,同时仍然具备长时间保压的功能。新型的液压驱动系统是将传统液压控制系统的转换环节时间尽可能的节省掉,缩短系统介质液压油的反复压缩建压、卸压释放的时间,从而提高新型设备的工作频次,将设备滑块的重力势能与液压油压缩相平衡,使得设备具有绿色节能、提高效率的优点。

本文介绍一种酒精浓度检测仪的设计方案,以MSP430F149和燃料电池酒精传感器为核心,着重对其硬件电路进行了详尽说明,给出了软件总体流程图。该设计方案的主要特点是省电、抗干扰能力强,体积小,操作灵活方便,可用于交通安全检测、酒厂和食品工厂发酵监控等场所。

针对某型车载氢燃料电池的空气供应系统需求,开展高速离心式空压机气动设计,包括一维设计与三维数值计算分析,并探讨压气机内部流场情况,该压气机设计满足车载氢燃料电池电堆压缩空气要求的压比、流量以及效率,获得了高效的空压机气动设计结果。

为提升离心压缩机气动性能以满足燃料电池系统的需求,以某燃料电池离心压缩机叶轮为研究对象,选取叶轮进口倾角、叶片数、子午流道等型线控制点和叶片安装角分布控制点等关键构型参数作为优化变量,采用数值计算方法对离心压缩机叶轮气动性能进行模拟和优化。结合拉丁超立方抽样与BP神经网络拟合叶轮构型参数与气动性能的映射关系,以叶轮等熵效率最大为优化目标、总压比和功率等参数为约束,运用遗传算法对上述叶轮关键构型参数进行多参数寻优,并对优化前后叶轮的气动性能及其内部流动特性进行了对比分析。结果表明在设计工况下,优化后叶轮等熵效率提高了3.90%,总压比为1.742,功率为8.53 kW,满足设计要求;叶轮的稳定运行工况范围变宽,并且在整个工况范围内叶轮的等熵效率也均得到提升;从流场分析可以发现,优化后叶轮轮盖侧高熵值区域缩

为满足燃料电池供氢系统的涡旋式氢气循环泵(HRP)紧凑化与大排量设计需求,提出了基于齿端非对称单圆弧修正的阵列涡齿结构设计方案,并对双齿与三齿涡旋氢气泵进行参数设计与建模。采用二维计算流体力学(CFD)重叠网格方法,分析了转速与压升对双齿氢气泵性能的影响,并比较了双齿与三齿氢气泵性能差异。结果表明三齿氢气泵压力温度均匀性较好。随着转速提高或压升降低,双齿和三齿氢气循环泵性能均有所提高,当设计转速下的压升从20 kPa增至100 kPa时,效率下降约30%和40%,切向泄漏与排气回流对氢气泵性能的影响较大。在既定排量及体积下,双齿氢气泵性能优于三齿,效率差异最大约19%。

温度是影响质子交换膜燃料电池(PEMFC)工作性能的主要因素之一,为了使燃料电池的温度更加均匀并提升电堆综合效率,设计了一种新型冷却流道,通过CFD模拟与传统的平行流道和蛇形流道进行对比,采用表面最大温差、温度均匀指数和冷却液压降评估冷却流道性能。基于新型冷却板,装配1 kW电堆进行膜电极单体电压稳定性实验。结果表明:新型冷却板可以在降低冷却液循环耗能的基础上,保证电堆膜电极的电压均衡性,平均电压波动在±0.003762 V,进而可进一步提升电堆综合发电性能。

为了解决内燃机叉车工作效率低、对环境产生污染,电动叉车充电时间长、工作时间短的问题,在综合比较分析各种动力组合与驱动形式利弊的基础上,提出了一种燃料电池混合动力叉车结构.针对燃料电池混合动力叉车的驱动系统,分别阐述了电池SOC控制和电池电压控制的能量管理策略,并通过仿真对控制方案进行了解释和验证.仿真结果表明：在不同的操作环境和电池状态下电池电压控制更好的满足叉车驱动系统的控制要求,可以更有效地抑制直流总线电压过冲.