燃料电池之电池组的功率密度计设计.docx

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1、燃料电池之电池组的功率密度计设计首先了解一下什么事电池组的功率密度：简单讲就是单位体积内，电池组可以输出的功率是的大小。（可能了解的朋友可能会说肯定是在一定的体积下，越大越好啦，这还用算。小磊的回答是：哈哈，确实是的，像在我们的汽车或者3C电子产品（尤其是手机哈）应用场景上，为了好系统集成布置，要求体积尽可能的小。以上的解释换句话来讲在开发相同的功率密度电池组的时候，如果我们的产品设计的体积要比竞品设计的体积很大的话，很可能布置空间装不上哈，当然体积太大，重量也就很大哦，关联到电池组的另外一个指标参数，质量比功率可不占优势哦，下表是某个拟定的标准里面对质量比功率的一个等级划分，可见，该指标也是

2、商家竞争力要素之一）电堆系统开发（不管是做堆还是做系统）我们应该对此参数进行关注和识别，并能够优化设计车用燃料电池发动机的评价指标体系（表D。表1车用燃料电池发动机评价指标体系序号指标类型评价指标判断依据指标水平分级测试方法先进水平平均水平蓦准水平1气密性符合标准要求2基础绝缘强度GB/T24554-2009符合标准要求GBrr24554-20093指标紧急停机功能符合标准亶求4防水防尘等级GB/T4208-201721P67GBfr4208-20175额定功率本文件P1kW80P150WPeV80附录A核心指质录比功率本文件MPQ0.6OkWzkg（金属板）0.50kWkgMPb0,6（）k

3、Wkg（金就板）0.4（）kWkgMPh0,50kWkg（金属板）附录A经验心得6标本文件MPFZ0.55kWkg（石墨板）0.45kWkgMPFQ号一OA=OUOoooooo76543210.SSSS0.0.OO980.0.0.00.00.51.0CurrentDe1ISitv,Acm2在2点上，从曲线中可以得出：0.001z二产品设计经验心得(1)电压为0.7V(2)电流密度在700mAcm2(3)假设经过减少厚度，电池的内阻得到提升，厚度现在为2mm2mmPeriPa1aIOmm围辅助真正发乒的面由勺面积T=3nmOooActiveare(6x7=42c同样，（以下计算步骤同上面选择在1

4、点的时候一样，唯一区别在于更改电池的电荒区赢0.5A0.7A;电池厚度（因为内阻减少了）由0.4Cm-0.2cm）第一步：计算要满足电压输出要求：（秉持这串联增压和并联增流的设计准则）电池的个数：N=48V07V=69个长度1=0.2cmX69=138cm（这里的计算没有排出掉实际中电池串联只需要两个集流板，单一的将每一个单电池直接串联相加）第二步：计算电池的输出电流：（原理：功率二电压X电流）电池组的输出电流：I=1000W48V=21A可以看出要在电压为48V的工况下，输出IOooW的功率，那么需要电流21A,而我们在电压电流曲线中选择的是0.7Acm2的电流密度，所以电池的面积为：A=2

5、1A0.7A=30cm2要想达到30cnf的面积，我们的a1和a2的组成可以是很多种，这里就是我们的电池可以做成扁平还是方正的（因为5X6=30；2X15=42；10X3=30等）因此我们在2点的单一的电池组（不带辅助的系统）的体积功率密度：P二输出功率/（a1a21）=1kW13.830cm3=2.42kW1可以看出当电池的内阻得到改善后提升后，单一电池的体积功率目的得到质的提升2.42kW1远远大于0.86kW1同样，我们将外围的辅助考虑进来的话，如下图所示,外围面积为8X7=56cm2IOinin则我们在2点的P二输出功率/(a1a21)=1kW56(13.8+6)cm3=0.90kW1

6、;可以看出，此时的体积功率密度提升了2倍多相比在1点下。最后我们总结一下：以下面这幅图来解释：(仅仅改变了内阻，体积功率密度发生了24倍的提升变化)0.100.00Ooooooo8765432o.so.so.o.o.98765432SSSO.SO.O.SAQ号！=6090vu1u,J一WU0.10.00.00.51.01.5CurrentDenitv.cm2襁虑外围的辅助零部件在内B联0.15的电池下：P=输出功驹(a1*a2*1)=1kW42*27.6cm3=0.86kW1在内阻为0.1的电池下：P=输出功率/(a1*a2*1)=1kW13.8*30cm3=2.42kW1考虑外围的辅助零部件：在内阻为0.1的电池下：P=(a1*a2*1)=1kW56*(13.8+6)cm3=0.90kW1；在内阻为0.15的电池下：P=输出功率/(a1*a2*1)=:IkW/72*(27.6+6/5弱!府牖如心得相比下来，我们在这只是计算了燃料电池和电池组的体积功率密度，如果在加上其另外的辅路系统，如下图，其功率密度将会再次不一样，其质量比功率也会发生不一样的变化。提升单模块电池的设计，优化系统的集成设计，都是至关重要的。