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新闻分类:行业资讯   作者:admin    发布于:2019-10-294    文字:【】【】【


             中山神湾云梯车租赁,神湾镇云梯车出租,中山云梯车租赁   🎉河不开化雁不来,草不发绿马不肥  🎉     云梯车的质子交换膜燃料电池的研究必要性??         随着能源危机与环境污染问题日益严重,质子交换膜燃料电池凭借其清洁、高效、可再生等优势成为当下研究的热点。然而燃料电池在工作时需要众多辅助系统的配合,其中空气系统作为最重要的辅助系统之一,直接决定着参与反应的氧气是否足量且适宜。当参与反应的氧气量不足时,电堆输出电压降低,质子交换膜过热,降低电堆寿命。反之参与反应的氧气量过高,电堆输出功率不会随之增加但对应的空压机功耗变大,燃料电池系统净输出功率减少。因此,对燃料电池空气系统进行研究,使其能够精确快速地满足燃料电池工作所需空气流量,对维持燃料电池系统稳定高效运行具有重要意义。



         首先,本文在参考国内外研究成果基础上,仿照巴拉德HD6电堆空气系统,搭建了包含离心式空压机的燃料电池空气系统实验平台,设计了实验平台的电气控制与通信方式,编写了相关控制程序。该实验平台由离心式空压机、冷却系统、交流电机、电机驱动器及PLC控制器等组成,可以实现空压机运行状态参数在线监测与控制,实验数据分析存储等功能。接着,本文在所搭建的实验平台上进行了不同蝶阀开度与防喘阀组合形式对空压机出口空气参数影响的实验。通过实验验证了防喘阀对喘振的作用效果受蝶阀开度因素的影响,蝶阀开度越大,防喘阀作用效果越强;在相同蝶阀开度条件下,防喘阀距离空压机出口较远时,防喘振效果好。最后,本文采用PID控制器对空压机出口流量进行控制,对实验数据的分析表明传统PID控制器在流量控制应用中存在局限性,不能较好的控制空气流量。为了改进PID控制器的控制效果,本文设计了模糊自适应PID控制器用于空压机流量控制,并通过实验的方式对模糊自适应PID控制器与PID控制器的控制效果进行对比,证明了设计的模糊自适应PID控制器相比于PID控制器控制效果有很大提升。



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            质子交换膜燃料电池(ProtonExchangeMembraneFuelCell,PEMFC)以其能量转换效率高、环境友好、运行稳定及反应迅速等优势在分布式电站、备用电源和交通等领域有着广阔的应用前景。使用质子交换膜燃料电池作为动力的新能源汽车成为了近年来的研究热点。传统云梯车的内燃机通过燃烧燃料提供动力,由于受卡诺循环限制,能量损失大,平均效率仅为33%~38%,而且会产生氮化物、氧化物、硫化物等各种有害物质。质子交换膜燃料电池通过氢气与氧气发生氧化还原反应产生电能,化学反应生成的副产物仅有水,环境友好;发电过程不涉及氢氧燃烧,发电效率不受卡诺循环限制,可以达到45%-50%;PEMFC内唯一的液体是水,腐蚀程度较低;PEMFC的工作温度低(大约70℃),启动反应迅速,输出功率可以迅速达到满载;除此以外,PEMFC还具有系统高度模块化,寿命长,运行可靠稳定的特点,被认为是电动汽车的首选能源。 对于云梯车的大功率燃料电池而言,为了使输出功率和输出电压满足驱动登高车运行的要求,需要将单体燃料电池按照一定的方式组合在一起构成燃料电池电堆,为了保证电堆的正常稳定运行,需要为电堆配置相应的辅助设备,形成燃料电池系统。其中空气系统是大功率燃料电池动力系统中最重要的辅助设备,其消耗的功率可以占到燃料电池输出功率的13%。典型的空气系统由空气过滤器、空压机、驱动电机、增湿器等部分组成,其中空气压缩机是燃料电池阴极空气系统的核心部件。空压机向电堆提供足量的空气,使其与氢气在电堆内部发生电化学反应,从而使电堆输出功率满足负载变化需求。依据不同工作原理,空气压缩机大致可以分为活塞式、螺杆式、涡旋式、离心式等。其中,离心式空压机具有体积小、重量轻、效率高和供气量平稳等优点,已成为目前燃料电池空气系统的主流类型。在大功率PEMFC方面,离心式空压机在应用过程中仍然存在许多问题。




              云梯车的PEMFC运行工况复杂,负载需求变化快。为了保证PEMFC正常工作,空气系统必须准确快速地响应外部工况变化,且提供适宜流量的空气。由于空压机出口空气流量、压力与电机转速复杂的耦合关系,简单的控制算法往往不能精确快速满足电堆需求的空气流量。当参与反应的氧气量不足时,电堆内部反应效率会随之降低,输出电压不能满足负载需求,严重情况下还会出现质子交换膜温度过热,进而对电堆造成不可逆的破坏。当空气流量远高于需求量时,电堆总的发电量并不会随空气流量增多而显著提高,而空压机功耗反而会随空气流量的增多而增加,因而电堆净输出功率减小。过大的空气流量还会带走电堆内部水汽,降低质子交换膜的湿度,进而影响反应效率。此外,当云梯车的PEMFC负载需求减小时,此时电堆反应需要的空气流量变小,离心式空压机转速为响应变化而迅速降低,出口流量减小使工作点离喘振区域的安全裕度减小,空压机容易发生喘振。喘振是由于离心式空压机工况发生突变,出口流量迅速减小而出口压力变化滞后于流量变化,在空压机与空气管道之间发生周期性的气流振荡使空压机工作在不稳定的流动状态。喘振现象对空压机和电堆有很大危害。一方面,喘振发生时空压机出口空气剧烈脉动撞击叶轮,将使叶轮振动幅度加剧,损坏轴承、密封,进而造成机械破坏;另一方面,喘振现象出现时,空压机出口的气体压力和流量出现周期性的、大幅度的脉动,将导致电堆内部参与反应的氧气量剧烈波动,严重影响燃料电池系统性能,降低电堆寿命。因此,研究离心式空压机出口流量控制策略与防喘振控制方法,是十分有意义的。




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点击次数:26  更新时间:2019-10-29  【打印此页】  【关闭

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