5kW氢—空质子交换膜燃料电池系统设计研究.pdfVIP

维普资讯 第36卷 第 8期 妻氧电力 Vo1．36 No．8 2008年8月 Eastehina ElectricPower Aug． 2008 5kW 氢一空质子交换膜燃料电池系统设计研究 袁 伟，李宗涛，潘敏强，周 伟 (华南理工大学 机械与汽车工程学院，广东广州 510640) 摘 要：介绍了5kW氢一空质子交换膜燃料电池系统的基本组成原理，对该系统重要组成部分 (包括反应气 供给系统 、水／热管理系统 、控制及安全系统)进行了功能分析和系统设计。所设计的系统中，反应气供给系 统由燃料 (氢气)供给子系统及氧化剂(空气)供给子系统组成， 热管理系统Eh~JU湿子系统及冷却子系统组 成，并给出空气量 、氢气量及加湿量的详细计算方法，为5kW氢一空质子交换膜燃料电池系统设计提出适应 性解决方案。 关键词：质子交换膜燃料 电池；辅助系统；系统设计 基金项目：国家自然科学基金资助项目；广东省 自然科学基金资助项 目 作者简介：袁 伟 (1983一)，男 ，硕士研究生，研究方向为质子交换膜燃料电池系统。 中图分类号：TM911．4 文献标识码 ：A 文章编号：1001-9529(2008)08-0068-04 Design of5kW H2-airproton exchangemembranefuelcellsystems YUAN Wei，L1zong—tao．PAN Min—qiang ZHOU Wei (SchoolofMechanicalAutomotiveEngineering，SouthChinaUniversityofTechnology，Guangzhou510640，China) Abstract：Theprincipleofthe5kWH2-airprotonexchangemembranefuelcell(PEMFC)systemisintroduced，and functionsanddesignmethodsofthekeypartsofthesystem，includingthereactantgasfeedingsystem ，thewaterand thermalmanagementsystem ，thecontrolsystem ，andthesafetysystem ，arepresented．Inthedesignedsystem ，the reactantgasfeedingsystem consistso ． fafuel(hydrogen)feedingsubsystemandanoxidant(air)feedingsubsystem， whilethewaterandthermalmanagementsystem consistsofahumidifyingsubsystem andacoolingsubsystem．Thede— tailedcalculationmethodsofthev~umeofairandhydrogenaswellasmassofhumidifyingarealsogiven． Keywords：protonexchangemembranefuelcell(PEMFC)；balanceofplant(BOP)；systemdesign 质子交换膜燃料电池 (ProtonExchangeMem． 包括加湿子系统及冷却子系统。由于采用易燃易 braneFuelCee，简称PEMFC)中的电堆必须依靠各 爆气体(氢气)为燃料，为保证电堆安全、稳定运 辅助系统(Balanceofplan，简称 BOP)的支持在较理 行，必须设计安全 (报警)系统。同时为控制 想的条件下高效、稳定运行。PEMFC系统设计主