船舶应用燃料电池系统的设计与试验

作     者：张宝 王鹏 安勇攀 吕平 蒋建良 ZHANG Bao;WANG Peng;AN Yongpan;LYU Ping;JIANG Jianliang

作者机构：新源动力股份有限公司辽宁大连116085 

基　　金：辽宁省揭榜挂帅项目(科技攻关专项)(2021JH1 10400076) 

出 版 物：《化工进展》 (Chemical Industry and Engineering Progress)

年 卷 期：2024年第43卷第5期

页      码：2554-2567页

摘      要：受到航海运输领域的新政策和严格的排放法规限制,船舶应用燃料电池受到越来越多的关注与重视,尤其是具有高效率、低噪声、模块化的质子交换膜燃料电池(PEMFC)系统。本文介绍了由新源动力股份有限公司开发的船用PEMFC系统,以隔离防护和泄露探测为基准要求,该PEMFC系统配置了多个安全参数检测装置,对于BOP部件选型采用了针对性的方案,通过水热管理优化及标定,系统额定效率和峰值效率分别为45%和62%。为了证明PEMFC系统满足功能完善及安全可靠的要求,采用设计试验的方法研究并制定了性能评价试验,分别是可靠性试验、低温启动试验及双机并联试验。试验结果表明:经历了200h动态工况测试后系统在中间功率下性能无变化,在额定功率下电堆性能衰减率为1.2%;基于良好的水热管理及多模式控制手段,实现了吹扫时间和单体电压偏差大幅降低,当环境温度为-30℃时顺利实现低温启动,高于船用规范中的最苛刻要求;在高功率需求及冗余设计目标下,双机并联使得系统总成动力输出更平稳、可靠,而且通过交替启动策略提高了系统耐久性,不同的工作模式为系统维护及故障处理提供了基础条件;PEMFC系统具备搭载实船应用的能力。本文为船用PEMFC系统的设计和开发提供了参考依据。

主 题 词：船用 燃料电池 设计 质子交换膜燃料电池系统 水热管理 优化 可靠性 

学科分类：0808[工学-自动化类] 08[工学] 082402[082402] 0824[工学-林业工程类] 

核心收录：

D　O　I：10.16085/j.issn.1000-6613.2023-1931

馆 藏 号：203128202...