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燃料电池与储能

摘要

空冷型阴极开放式质子交换膜燃料电池相比水冷型质子交换膜燃料电池结构更为简单，有着体积小、重量轻等优势，在小功率用电系统方面应用前景广阔。空冷型燃料电池电堆整体输出性能及寿命受环境因素影响较大，尤其采用阴极开放式结构，需要维持质子交换膜含水量的同时，提高阴极反应速率及散热能力，流道的设计、风扇的设计以及转速控制，都会严重影响电堆整体性能，为了提高电堆性能以及运行稳定性，必须对电堆整体及辅助器件进行合理设计优化。在本项研究中，设计开发一款功率为350w的空冷型阴极开放式燃料电池电堆，首先通过仿真分析确定双极板及流道的结构，计算所需单电池有效面积及单电池数量，再对电堆封装结构以及封装力进行计算分析，采用螺栓进行连接，通过仿真分析确定合适的封装力，然后根据设计内容定制电堆各零部件进行组装。组装完成后，通过对各辅助器件及进排气控制参数进行设计及优化，匹配不同换件下电堆的控制策略，提高电堆整体输出性能及寿命。

关键词

空冷型质子交换膜燃料电池;小功率电堆;双极板优化;性能优化

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