kW级风冷燃料电池系统设计开题报告
2020-08-07 09:08
1. 研究目的与意义（文献综述）
选题背景及意义
电能的使用已经渗透到我们生活的方方面面，我们希望能够通过环境友好的方式实现电能转换，传统的火力发电由于对环境污染严重已经渐渐被取代。我们急需寻找环境友好，效率更高的电源产品。目前，国内和国外都提出了许多新能源技术并且都得到了一定的实际使用，比如风力发电、太阳能发电、生物质能发电、潮汐能发电、地热能发电等。但是这些方式都有一个共同点，就是体积庞大，不可移动，可以是固定的电源基站，但是无法成为移动电源，这一块市场完全是大有前景的。为了弥补这一空缺，我们开始发展燃料电池，燃料电池是一种将储存在燃料和氧化剂中的化学能，通过催化剂的作用，使氢与氧发生化学反应，等温、高效、无污染地转化为电能的发电装置，其反应过程不涉及到燃烧，能量转化率可高达80％，实际使用效率是普通内燃机的２倍以上。燃料电池（ＦＣ）具有能量转化率高，燃料多样化，环境污染小、噪声低、可靠性强、维修性好等特点。因此开发燃料电池，在能源环保形势日益严峻的情况下倍受瞩目。
燃料电池中的空冷燃料电池又更具发展潜力。它体积小、噪音低、能效高、对环境无污染、运行可靠，可以应用于电动汽车，移动便携设备，家庭用电领域。
空冷燃料电池技术主要是应用在小功率的pemfc上，pemfc的主要分为空冷型和水冷型，冷却方式的选择主要是根据其功率和用途。从功率上讲，一般功率小于2kw时，空气冷却就可以满足要求。功率超过10kw时，一般要采用循环水冷却。本文主要是研究便携式电源的千瓦级燃料电池，因此采用空冷式，可以简化繁杂的水冷系统。如果能够设计出合理的电堆的空冷系统，对提高空冷电堆的输出性能，提高其寿命和可靠性具有重要意义。
2. 研究的基本内容与方案
研究基本内容
本毕业设计对kw级风冷燃料电池系统进行设计，重点设计空冷式燃料电池电堆，此外，还包括空气供应系统、氢气供应系统等的设计以及零部件匹配。毕业设计内容主要包括：
（1）设计kw级空冷式燃料电池电堆，包括对电池的阴、阳极流场结构以及整个电堆的结构进行设计。
3. 研究计划与安排
| 周 次（时间） | 工 作 内 容 |
| 2016.12.29-2017.1.6 | 学生在系统中填写选题志愿，指导老师和学生双选。 |
| 毕业设计预备周 2017.1.9-2017.1.13 | 教师确定指导人选，对未选好导师的学生进行调剂分配。确定选题志愿、校内搜集资料、消化资料。 |
| 1-2（2.22~3.4） | 赴校外实习、搜集设计资料，并整理实习日记、实习报告。 |
| 3（3.6~3.10） | 提交实习报告书。查阅参考文献，文献检索摘要。 |
| 4（3.13~3.20） | 学生提交文献检索摘要。撰写开题报告。并完成网上提交开题报告。整理论文提纲、设计概要。 |
| 5~ 6（3.20 ~ 3.31） | 进行外文翻译，并提交外文翻译译文。 |
| 7~ 8（4.3~ 4.14） | 绘图，撰写毕业设计说明书（设计类）或论文（研究类）。 |
| 9 ~ 11（4.17~ 5.5） | 撰写毕业设计说明书（设计类）或论文（研究类），绘图。 |
| 12（5.8 ~ 5.12） | 完成绘图，并完成网上提交毕业设计说明书 |
| 13（5.15 ~ 5.19） | 学生书面提交毕业设计说明书、图纸或论文，并打印成册。并书面提交答辩申请，并作答辩准备； |
| 14（5.22~ 5.26） | 教师审阅毕业设计说明书（设计类）或论文（研究类）和（图纸），审查确定学生答辩资格并予以公示。 |
| 15（5.29~ 6.2） | 毕业设计答辩。 |
| 备注： | 此表是拟定时间。如有变化，以实际为准。 |
4. 参考文献（12篇以上）
4、参考文献
[1] 裴后昌. 风冷pem燃料电池堆研究[d]. 武汉：武汉理工大学，2011-01.
[2] 丁刚强，唐和清，裴后昌等.风冷电堆材料特性对电池性能的影响[j].武汉:武汉理工大学，2012-09.
[3] 可荣硕，许世蒙.风冷式质子交换膜湿度特性调节分析[n].北京：装甲兵工程学院学报，2012-08.
