课程简介:
本课程面向氢能行业从业者,燃料电池系统设计人员,特别是PEMFC电堆研发人员和燃料电池系统设计人员,介绍如何利用PEMFC的电堆多尺度数学模型,结合燃料电池系统辅助设备模型,对氢燃料电池系统进行设计、设备选型和控制方案优化。同时,结合电堆实验测试数据,定量的评估PEMFC电堆性能,并了解电堆内部的运行状态,优化电堆性能和使用寿命。
本课程采用gFUELCELL软件进行实际案例讲解与操作。gFUELCELL是由英国PSE公司经过与本田、丰田长达十年的合作后推出的氢燃料电池及系统设计与优化软件,提供了从MEA和电堆性能分析到燃料电池系统性能分析的多尺度综合解决方案,该软件已成为本田、丰田等企业进行氢燃料电池相关研发的核心工具。
课程目标:
1、掌握利用gFUELCELL进行氢燃料电池系统建模和计算;
2、掌握通过氢燃料电池系统模型指导系统辅助设备选型;
3、学习PEMFC实验测试方法,能够规划测试方案;
4、了解PEMFC内的重要物理化学机理和数学模型描述,以及体现PEMFC性能的重要参数指标;
5、掌握利用PEMFC实验测试数据和数学模型进行参数估计,获取PEMFC性能评价结果;
6、掌握利用PEMFC数学模型对电堆进行优化的方法,如降低Pt使用量,提高电池使用寿命,优化MEA材料性质等;
7、掌握氢燃料电池低温启动方案的设计和优化方法。
课程大纲:
第一阶段:
第一部分
1. 介绍质子交换膜燃料电池机理与多尺度电堆数学模型。
2. 介绍系统辅助单元设备模型。
3. 案例操作:使用gFUELCELL建立基本的氢燃料电池系统模型。
第二部分
1. 案例操作:为氢燃料电池系统设计控制方案。
2. 案例操作:将系统进行标准驾驶工况测试,分析运行结果。
第二阶段:
第一部分
1. 案例操作:氢燃料电池系统辅助设备选型。
2. 介绍氢燃料电池的低温启动。
第二部分
1. 案例操作:为氢燃料电池系统设计低温启动方案。
2. 案例操作:优化氢燃料电池系统低温启动的控制方法。
第三阶段:
第一部分
1. 介绍质子交换膜燃料电池机理与多尺度电堆数学模型。
2. 介绍反映PEMFC性能(电化学性能、水管理性能等)的重要模型参数。
3. 介绍如何规划PEMFC性能测试实验方案。
第二部分
1. 案例操作:使用gFUELCELL建立基本的PEMFC电堆模型。
2. 案例操作:使用PEMFC的IV曲线测试数据获取电堆性能指标结果。
3. 案例操作:分析PEMFC电堆的性能参数。
第四阶段:
第一部分
1. 介绍gFUELCELL的优化功能。
2. 案例操作:优化电堆催化层的Pt用量。
第二部分
1. 案例操作:预测电池使用寿命。
2. 案例操作:电堆水淹工况分析。
3. 讨论
学员要求:
了解氢燃料电池基本原理,有一定数值模拟和仿真经验基础。 |