| 致谢 | 第5-6页 |
| 摘要 | 第6-7页 |
| ABSTRACT | 第7-8页 |
| 主要符号对照表 | 第9-14页 |
| 1 绪论 | 第14-30页 |
| 1.1 质子交换膜燃料电池概述 | 第14-19页 |
| 1.1.1 质子交换膜燃料电池的历史发展和现状 | 第14-16页 |
| 1.1.2 质子交换膜燃料电池组成与工作原理 | 第16-18页 |
| 1.1.3 质子交换膜燃料电池净输出电压和能量转换效率 | 第18-19页 |
| 1.2 质子交换膜燃料电池发电性能研究综述 | 第19-26页 |
| 1.2.1 PEMFC常温发电性能研究 | 第19-22页 |
| 1.2.2 PEMFC冷启动研究综述 | 第22-26页 |
| 1.3 质子交换膜燃料电池内的传递现象及其研发现状 | 第26-27页 |
| 1.4 本文研究内容与研究方法 | 第27-30页 |
| 2 质子交换膜燃料电池的数学模型 | 第30-42页 |
| 2.1 质子交换膜燃料电池数学模型描述 | 第30页 |
| 2.2 质子交换膜燃料电池的基本控制方程 | 第30-36页 |
| 2.2.1 质量守恒方程 | 第31-32页 |
| 2.2.2 动量守恒方程 | 第32页 |
| 2.2.3 能量守恒方程 | 第32-33页 |
| 2.2.4 组分守恒方程 | 第33-35页 |
| 2.2.5 电位控制方程 | 第35-36页 |
| 2.3 质子交换膜燃料电池模型假设 | 第36页 |
| 2.4 多孔介质中的扩散模型 | 第36-37页 |
| 2.5 水的相变模型 | 第37页 |
| 2.6 质子交换膜中水的传递模型 | 第37-40页 |
| 2.6.1 电拖曳迁移 | 第38-39页 |
| 2.6.2 浓度差反扩散 | 第39页 |
| 2.6.3 压力迁移 | 第39-40页 |
| 2.7 催化层中的电化学反应模型 | 第40-41页 |
| 2.8 质子交换膜燃料电池物性参数 | 第41页 |
| 2.9 本章小结 | 第41-42页 |
| 3 质子交换膜燃料电池运行工况研究 | 第42-60页 |
| 3.1 软件CFD-ACE+ | 第42-49页 |
| 3.1.1 几何建模 | 第42-43页 |
| 3.1.2 网格剖分 | 第43-44页 |
| 3.1.3 物理场耦合 | 第44-45页 |
| 3.1.4 边界条件 | 第45-47页 |
| 3.1.5 数值方法 | 第47页 |
| 3.1.6 数值过程 | 第47-48页 |
| 3.1.7 模型验证 | 第48-49页 |
| 3.2 质子交换膜燃料电池典型运行工况分析 | 第49-53页 |
| 3.2.1 质子交换膜含水量分布 | 第49-51页 |
| 3.2.2 阴极反应物组分浓度分布 | 第51-52页 |
| 3.2.3 催化层内液态水饱和度分布 | 第52页 |
| 3.2.4 气体扩散层内液态水饱和度分布 | 第52-53页 |
| 3.2.5 质子交换膜燃料电池极化曲线 | 第53页 |
| 3.3 气体加湿度对质子交换膜燃料电池性能的影响 | 第53-55页 |
| 3.4 运行压力对质子交换膜燃料电池性能的影响 | 第55页 |
| 3.5 运行温度对质子交换膜燃料电池性能影响 | 第55-56页 |
| 3.6 不同截面流场对质子交换膜燃料电池的性能影响 | 第56-59页 |
| 3.6.1 质子交换膜燃料流场板结构 | 第57页 |
| 3.6.2 不同截面流场对燃料电池性能的影响 | 第57-59页 |
| 3.7 本章小结 | 第59-60页 |
| 4 质子交换膜燃料电池低温下停机保存与辅助冷启动策略 | 第60-66页 |
| 4.1 质子交换膜燃料电池内部水的存在形式 | 第60-61页 |
| 4.2 质子交换膜燃料电池低温下停机的保存 | 第61-63页 |
| 4.2.1 质子交换膜燃料电池干氮气吹扫模拟 | 第62页 |
| 4.2.2 质子交换膜燃料电池模型简化及其边界条件 | 第62-63页 |
| 4.2.3 结果分析 | 第63页 |
| 4.3 质子交换膜燃料电池低温下的冷启动策略 | 第63-64页 |
| 4.4 本章小结 | 第64-66页 |
| 5 质子交换膜燃料电池辅助冷启动预热分析 | 第66-78页 |
| 5.1 质子交换膜燃料电池堆预热理论分析解 | 第66-74页 |
| 5.1.1 无限大平壁的瞬态导热分析解法 | 第66-72页 |
| 5.1.2 质子交换膜燃料电池传热学理论解析 | 第72-74页 |
| 5.2 质子交换膜燃料电池辅助冷启动预热数值计算 | 第74-76页 |
| 5.2.1 模型假设 | 第74-75页 |
| 5.2.2 初始条件 | 第75页 |
| 5.2.3 结果分析 | 第75-76页 |
| 5.3 本章小结 | 第76-78页 |
| 6 结论与展望 | 第78-80页 |
| 6.1 结论 | 第78-79页 |
| 6.2 展望 | 第79-80页 |
| 参考文献 | 第80-86页 |
| 作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果 | 第86-90页 |
| 学位论文数据集 | 第90页 |
