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車用燃料電池電堆及系統集成(精)/節能與新能源汽車關鍵技術研究叢書

  • 作者：廖世軍//王榮方//蘇華能//黨岱//曾曉苑等|責編:杜筱娜|總主編:歐陽明高
  • 出版社：華中科技大學
  • ISBN：9787577207346
  • 出版日期：2024/09/01
  • 裝幀：精裝
  • 頁數：323
人民幣：RMB 198 元      售價：元
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內容大鋼
    本書共設有7章，主要介紹了氫燃料電池在交通領域應用的意義及其重要性、氫能與燃料電池技術的基礎知識，並在此基礎上重點介紹了車用燃料電池電堆、車用燃料電池系統集成的相關基礎知識，包括電堆及發動機系統的結構、組成、工作原理、開發技術路線等，同時還介紹了國內外的相關研究進展。本書還著重介紹了車用燃料電池技術目前存在的問題及挑戰，以及圍繞這些問題的最新研究進展，包括車用燃料電池系統耐久性產生的原因及提升車用燃料電池系統耐久性的相關研究，燃料電池反極現象、抗反極研究的最新研究成果、燃料電池低溫啟動的相關挑戰，以及燃料電池冷啟動的策略研究等。本書從基礎知識、基本原理到存在的問題及挑戰，清晰地展示了車用燃料電池系統技術的全貌，為讀者充分了解車用燃料電池技術提供重要途徑。鑒於車用燃料電池技術尚處於發展之中，本書還對下一代車用燃料電池技術進行了介紹和展望。
    本書可供相關專業本科生、研究生、教師，以及相關行業研究開發人員、工程技術人員、管理人員參考。
作者介紹
廖世軍//王榮方//蘇華能//黨岱//曾曉苑等|責編:杜筱娜|總主編:歐陽明高
目錄
第1章  緒論
  1.1  氫能源與交通
    1.1.1  發展氫能源的必要性
    1.1.2  氫能源特點
    1.1.3  氫燃料電池與交通
  1.2  質子交換膜燃料電池
  1.3  車用燃料電池系統的特點及要求
    1.3.1  燃料電池系統組成和功能
    1.3.2  FCEV典型系統集成方案
    1.3.3  技術要求
  1.4  車用燃料電池發展前景及存在的挑戰
本章參考文獻
第2章  質子交換膜燃料電池電堆
  2.1  電堆的基本結構及部件
    2.1.1  單電池的基本結構
    2.1.2  電堆的基本結構
    2.1.3  電堆的主要部件
    2.1.4  電堆冷卻技術
  2.2  電堆工作原理
    2.2.1  基本工作原理
    2.2.2  開路電壓
    2.2.3  極化現象
    2.2.4  燃料電池能量轉換效率
    2.2.5  電堆常見故障
  2.3  膜電極製備技術及相關研究
  2.4  雙極板的研究及開發
    2.4.1  雙極板的結構和功能
    2.4.2  雙極板的材料與製造
  2.5  密封技術研究
    2.5.1  密封材料的研究現狀
    2.5.2  密封結構的研究現狀
    2.5.3  密封結構的失效
  2.6  電堆集成技術
    2.6.1  電堆集成工藝流程
    2.6.2  影響電堆集成性能的重要因素
  2.7  電堆技術進展及產業化現狀
本章參考文獻
第3章  質子交換膜燃料電池系統
  3.1  系統的組成及結構
  3.2  空氣供給子系統
    3.2.1  空氣供給子系統硬體結構
    3.2.2  空氣壓縮機匹配
    3.2.3  中冷器計算及選型
    3.2.4  背壓閥匹配
    3.2.5  空氣供給子系統建模和模擬研究進展
    3.2.6  空氣供給子系統模型建模參數
    3.2.7  空氣供給子系統模擬分析與控制
  3.3  氫氣供給子系統
    3.3.1  氫氣供給子系統類型
    3.3.2  氫氣供給子系統結構

    3.3.3  車載氫氣供給子系統部件基本參數
    3.3.4  電堆匹配計算與選型
    3.3.5  氫氣循環泵匹配計算與選型
    3.3.6  氫氣供給管道模型參數
    3.3.7  氫氣循環泵模型參數
    3.3.8  燃料電池氫氣供給子系統 Simulink 模型搭建及驗證
  3.4  冷卻子系統
    3.4.1  燃料電池系統熱平衡
    3.4.2  空氣冷卻
    3.4.3  被動冷卻
    3.4.4  液體冷卻
    3.4.5  冷卻子系統的意義以及未來展望
  3.5  控制及管理子系統
    3.5.1  冷卻子系統控制
    3.5.2  水管理子系統控制
    3.5.3  空氣供給子系統控制
    3.5.4  管理氫氣供給子系統的運行
  3.6  燃料電池系統的運行及維護
    3.6.1  空氣供給子系統運行及維護
    3.6.2  氫氣供給子系統運行及維護
    3.6.3  冷卻子系統運行及維護
  3.7  燃料電池系統的常見故障及故障處理方法
本章參考文獻
第4章  燃料電池發動機的控制原理及智能管理
  4.1  燃料電池發動機系統及其控制
  4.2  燃料電池發動機空氣供給子系統的控制
    4.2.1  空氣供給子系統的控制要求
    4.2.2  空氣供給子系統的控制實現方法
    4.2.3  空氣供給子系統控制的國內外相關研究
  4.3  燃料電池發動機電堆系統的控制
  4.4  燃料電池發動機氫氣供給子系統的控制
    4.4.1  氫氣供給子系統的控制要求及控制實現方式
    4.4.2  氫氣供給子系統控制的研究進展
  4.5  燃料電池發動機熱管理子系統的控制
    4.5.1  熱管理子系統的控制要求及控制實現方式
    4.5.2  熱管理子系統控制的研究進展
  4.6  燃料電池發動機控制器硬體
    4.6.1  控制器整體系統
    4.6.2  控制器硬體設計
  4.7  燃料電池發動機控制器軟體
    4.7.1  控制器軟體總體框架
    4.7.2  系統控制方式
    4.7.3  系統診斷與智能管控
  4.8  燃料電池控制器輔助系統與工具
    4.8.1  人機界面與數據管理
    4.8.2  系統調試與標定
本章參考文獻
第5章  車用燃料電池電堆及系統耐久性
  5.1  影響車用燃料電池系統耐久性的因素分析
    5.1.1  電堆結構組成對燃料電池系統耐久性的影響

    5.1.2  系統組件對車用燃料電池系統耐久性的影響
    5.1.3  動態運行工況對車用燃料電池系統耐久性的影響
  5.2  提升車用燃料電池電堆及系統耐久性的策略及相關研究
    5.2.1  電堆耐久性的提升策略
    5.2.2  車用燃料電池電堆系統組件的改進策略
    5.2.3  動態運行工況下的改進策略
  5.3  挑戰與展望
本章參考文獻
第6章  車用質子交換膜燃料電池的冷啟動
  6.1  冷啟動困難和失敗的原因及冷啟動的原理
    6.1.1  冷啟動困難和失敗原因分析
    6.1.2  冷啟動機制
    6.1.3  冷啟動過程中電池內部的傳輸過程
  6.2  車用燃料電池冷啟動策略
    6.2.1  適用於燃料電池冷啟動的關機策略
    6.2.2  啟動加熱策略
    6.2.3  組件改進
    6.2.4  小結
  6.3  挑戰與展望
本章參考文獻
第7章  挑戰及展望
  7.1  車用燃料電池系統的挑戰
    7.1.1  車用燃料電池系統的耐久性
    7.1.2  車用燃料電池系統的成本
    7.1.3  鉑使用量及鉑資源挑戰
    7.1.4  車用燃料電池系統的能量轉換效率
    7.1.5  車用燃料電池系統的冷啟動
  7.2  下一代車用燃料電池技術展望
    7.2.1  下一代燃料電池催化劑研究
    7.2.2  下一代氣體擴散層
    7.2.3  下一代質子交換膜
    7.2.4  下一代雙極板
    7.2.5  下一代空氣壓縮機及輔助件
本章參考文獻
第1章  緒論
  1.1  氫能源與交通
    1.1.1  發展氫能源的必要性
    1.1.2  氫能源特點
    1.1.3  氫燃料電池與交通
  1.2  質子交換膜燃料電池
  1.3  車用燃料電池系統的特點及要求
    1.3.1  燃料電池系統組成和功能
    1.3.2  FCEV典型系統集成方案
    1.3.3  技術要求
  1.4  車用燃料電池發展前景及存在的挑戰
本章參考文獻
第2章  質子交換膜燃料電池電堆
  2.1  電堆的基本結構及部件
    2.1.1  單電池的基本結構
    2.1.2  電堆的基本結構

    2.1.3  電堆的主要部件
    2.1.4  電堆冷卻技術
  2.2  電堆工作原理
    2.2.1  基本工作原理
    2.2.2  開路電壓
    2.2.3  極化現象
    2.2.4  燃料電池能量轉換效率
    2.2.5  電堆常見故障
  2.3  膜電極製備技術及相關研究
  2.4  雙極板的研究及開發
    2.4.1  雙極板的結構和功能
    2.4.2  雙極板的材料與製造
  2.5  密封技術研究
    2.5.1  密封材料的研究現狀
    2.5.2  密封結構的研究現狀
    2.5.3  密封結構的失效
  2.6  電堆集成技術
    2.6.1  電堆集成工藝流程
    2.6.2  影響電堆集成性能的重要因素
  2.7  電堆技術進展及產業化現狀
本章參考文獻
第3章  質子交換膜燃料電池系統
  3.1  系統的組成及結構
  3.2  空氣供給子系統
    3.2.1  空氣供給子系統硬體結構
    3.2.2  空氣壓縮機匹配
    3.2.3  中冷器計算及選型
    3.2.4  背壓閥匹配
    3.2.5  空氣供給子系統建模和模擬研究進展
    3.2.6  空氣供給子系統模型建模參數
    3.2.7  空氣供給子系統模擬分析與控制
  3.3  氫氣供給子系統
    3.3.1  氫氣供給子系統類型
    3.3.2  氫氣供給子系統結構
    3.3.3  車載氫氣供給子系統部件基本參數
    3.3.4  電堆匹配計算與選型
    3.3.5  氫氣循環泵匹配計算與選型
    3.3.6  氫氣供給管道模型參數
    3.3.7  氫氣循環泵模型參數
    3.3.8  燃料電池氫氣供給子系統 Simulink 模型搭建及驗證
  3.4  冷卻子系統
    3.4.1  燃料電池系統熱平衡
    3.4.2  空氣冷卻
    3.4.3  被動冷卻
    3.4.4  液體冷卻
    3.4.5  冷卻子系統的意義以及未來展望
  3.5  控制及管理子系統
    3.5.1  冷卻子系統控制
    3.5.2  水管理子系統控制
    3.5.3  空氣供給子系統控制

    3.5.4  管理氫氣供給子系統的運行
  3.6  燃料電池系統的運行及維護
    3.6.1  空氣供給子系統運行及維護
    3.6.2  氫氣供給子系統運行及維護
    3.6.3  冷卻子系統運行及維護
  3.7  燃料電池系統的常見故障及故障處理方法
本章參考文獻
第4章  燃料電池發動機的控制原理及智能管理
  4.1  燃料電池發動機系統及其控制
  4.2  燃料電池發動機空氣供給子系統的控制
    4.2.1  空氣供給子系統的控制要求
    4.2.2  空氣供給子系統的控制實現方法
    4.2.3  空氣供給子系統控制的國內外相關研究
  4.3  燃料電池發動機電堆系統的控制
  4.4  燃料電池發動機氫氣供給子系統的控制
    4.4.1  氫氣供給子系統的控制要求及控制實現方式
    4.4.2  氫氣供給子系統控制的研究進展
  4.5  燃料電池發動機熱管理子系統的控制
    4.5.1  熱管理子系統的控制要求及控制實現方式
    4.5.2  熱管理子系統控制的研究進展
  4.6  燃料電池發動機控制器硬體
    4.6.1  控制器整體系統
    4.6.2  控制器硬體設計
  4.7  燃料電池發動機控制器軟體
    4.7.1  控制器軟體總體框架
    4.7.2  系統控制方式
    4.7.3  系統診斷與智能管控
  4.8  燃料電池控制器輔助系統與工具
    4.8.1  人機界面與數據管理
    4.8.2  系統調試與標定
本章參考文獻
第5章  車用燃料電池電堆及系統耐久性
  5.1  影響車用燃料電池系統耐久性的因素分析
    5.1.1  電堆結構組成對燃料電池系統耐久性的影響
    5.1.2  系統組件對車用燃料電池系統耐久性的影響
    5.1.3  動態運行工況對車用燃料電池系統耐久性的影響
  5.2  提升車用燃料電池電堆及系統耐久性的策略及相關研究
    5.2.1  電堆耐久性的提升策略
    5.2.2  車用燃料電池電堆系統組件的改進策略
    5.2.3  動態運行工況下的改進策略
  5.3  挑戰與展望
本章參考文獻
第6章  車用質子交換膜燃料電池的冷啟動
  6.1  冷啟動困難和失敗的原因及冷啟動的原理
    6.1.1  冷啟動困難和失敗原因分析
    6.1.2  冷啟動機制
    6.1.3  冷啟動過程中電池內部的傳輸過程
  6.2  車用燃料電池冷啟動策略
    6.2.1  適用於燃料電池冷啟動的關機策略
    6.2.2  啟動加熱策略

    6.2.3  組件改進
    6.2.4  小結
  6.3  挑戰與展望
本章參考文獻
第7章  挑戰及展望
  7.1  車用燃料電池系統的挑戰
    7.1.1  車用燃料電池系統的耐久性
    7.1.2  車用燃料電池系統的成本
    7.1.3  鉑使用量及鉑資源挑戰
    7.1.4  車用燃料電池系統的能量轉換效率
    7.1.5  車用燃料電池系統的冷啟動
  7.2  下一代車用燃料電池技術展望
    7.2.1  下一代燃料電池催化劑研究
    7.2.2  下一代氣體擴散層
    7.2.3  下一代質子交換膜
    7.2.4  下一代雙極板
    7.2.5  下一代空氣壓縮機及輔助件
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