燃料电池发动机电堆可靠性分析

质子交换膜燃料电池(PEMFC),作为电池能源,相比于其他类型的电池有着明显的工作环境优势,作为能源,又比传统能源有着明显的污染低等优势。在近来的能源领域它已经逐渐的被重视起来。但是作为一种可能取代化石燃料的新型能源,其能安个稳定的进行工作就显得至关重要。因此,对PEMFC的可靠性的研究就显得尤为重要。本文针对某种60KW的燃料电池的可靠性问题展开研究。本文从基于故障树和基于数学模型两个方面对PEMFC的可靠性进进行了分析。介绍了不同种类的新能源电池,介绍了燃判电池的工作原理及分类。分别对燃料电池中的膜、电极、双极板的可靠性问题进行了阐述。对燃料电池的装配及密封可靠性、运行可靠性、控制系统的可靠性进行介绍。建立了电堆火效的故障树模型,并对模型进行了定性和定量分析,求得最小割集及最小割集的概率重要度和关键重要度。建立了用于质子交换膜建模的微观物理模型、扩散模型、液压模型以及联合模型。对质子交换膜建立了质量和组分守恒方程、能量守恒方程、质子传输方程和水的活性方程。并对质子交换膜进行了 matlab仿真计算。又对气体扩散层、催化剂层和流场板进行了建模。最后对螺栓的预紧力进行了建模,使用matlab仿真计算求得最佳预紧力,并对结果进行了验证。