文档介绍：天津大学
博士学位论文
面向质子交换膜燃料电池能量系统的优化设计与性能分析
姓名:谢春刚
申请学位级别:博士
专业:机械电子工程
指导教师:王树新
20090101
中文摘要质子交换膜燃料电池诘缁Х从讨幸2嗟笔康娜能,这部分热能需要从电池堆中排出以防止膜的脱水和过热现象的发生,因此在能量转化的过程中脑诵形露纫话阋13衷孀笥摇4车娜饶转换技术一般难以在这样的低温下实现热能的二次利用。随着现代可再生能源技术的不断发展,很多新型的能源转换技术已可有效地抽取低温热能来满足不同热应用的需求。通过技术的组合,娜鹊缌9┫低巢唤隹商岣呦低能量的综合效率,而且可依据能量的级别来对能源进行合理利用。围绕上述观点,本文结合不同尺度的鹊缌9┫低车挠τ檬道芯咳缦拢⌒蚉在水下滑翔器内实现热电联供以提高燃料综合利用效率。在此热电联供系统中,梢栽谖;杵髂诓康拇ǜ衅骱涂刂频缏诽峁电能的同时,将其所产生的热能作为其航行的驱动动力。试验验证,此系统使温差热机的性能得到了明显的改进;通过改变脑诵刑跫梢杂效地控制其输出的热电比例,以满足滑翔器在不同航行条件下的驱动要求。樯芰擞τ糜谌剂系绯鼗旌隙Φ缍礔的三种典型动力链设计。其目的是通过对综合效率、燃料经济性以及行驶成本的评估,论证在不同动力链下木每尚行浴4送猓出了将温差发电机作为先鹊幕厥兆爸茫蛊洳娜攘磕芄恢苯转化为电能并可用于锂电池的在线充电。试验结果显示,此项技术可以在提高燃料综合利用率的同时降低对车载锂电池的尺寸要求。岢隽嗽赑分布式发电系统中实现梯级能量利用的设计。由于在发电的过程中要产生相当数量的热能,这部分热能除用于建筑空间采暖之外还可借助海洋热能转化技术进行二次发电。火用分析显示由于热能转换低晨苫竦肞优质热能,相对于传统,其性能得到了显著地提高。分析结果显示蚑子系统之间通过温度变化而相互关联,酉低车姆⒌缧屎褪涑龉β示嫖露确⑸窍咝员浠关键词:质子交换膜燃料电池,热电联供,综合效率,水下滑翔器,燃料电池混合动力电动车,分布式发电天津大学博士学位论文
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新戳:哟学位论文作者签名:鞯阏』签字日期:卅年二月矽日学位论文作者签名:疆鸦春俊年翴学位论文版权使用授权书签字日期:趏陑月日独创性声明发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得鑫鲞盘堂或其他教育机构的学本学位论文作者完全了解吞鲞盘堂有关保留、使用学位论文的规定。特授权岙注盘堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果,除了文中特别加以标注和致谢之处外,论文中不包含其他人已经在论文中作了明确的说明并表示了谢意。校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已签字日期:索,并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学C艿难宦畚脑诮饷芎笫视帽臼谌ㄋ得
引言第一章绪论世界能源现状能源是关系到国民经济和国家安全的重要物质基础。能源的可持续性发展和战略安全是只接影响到国家政治和经济发展的重要因素之一。能源的开发和有效利用程度在某种意义上也是反映生产技术和生活水平的重要标志。当今,全球能源供给的五分之四以上是来自于化石燃料饕0ㄊ停煤和天然气⑶艺庖槐壤诠サ囊话倌昙浼负趺挥蟹⑸魏伪浠T谙嗟长的一段历史时期,世界各国围绕着化石燃料的生产、运输以及利用,已经发展成为相当完备的工业体系【俊4幼芴迳峡矗壳笆澜绲哪茉垂┯托枨缶哂以下三个重要特点:由于人口的不断膨胀和经济的快速发展,人类对能源的需求出现了快速的增长。,世界能源消费量年均增长率为%左右【俊H虻哪茉主要流向工业、交通和住房这三大领域。其中工业使用绮煽螅制造和建筑季萑蜃苣芎牡ィ鋈撕蜕桃到煌ㄏ牧ィ居民和商业建筑使用能耗绮膳⒅评洹⒄彰骱偷└占据了%,另外有%的能源损失在了能量生产和传递环节【澜缒茉醋试醋芴迳媳冉戏岣唬ǚ植忌洗嬖谧啪薮蟮牟痪庑浴R石油为例,截止到年底,%,北美洲占%,中、南美洲占%,欧洲占%,非洲占%,亚太地区占%。随着世界一些地区的能源资源逐渐枯竭,世界各地区及国家之间的能源贸易量将
∞“稍偕茉进一步加大,能源运输需求也会相应增加,能源储运设旖及能源供应主体的同时,核能、风能、水力、地热等其他形式的可再生能源也逐以目前化石能源的储量和开采速度,传统的能源结构及其利用方式将愈来面上涨,臭氧层面积