光伏燃料电池-锂离子电池混合动力系统

光伏燃料电池-锂离子电池混合动力系统

介绍了一种光伏燃料电池-锂离子电池混合动力系统，该混合动力系统的特点在于使用了光伏发电系统。该系统模块由冷却循环装置、空气压缩机、热交换器和加湿器、锂离子电池、功率控制单元和电动机、控制器等组成。系统模块中的压缩机用于对供应到燃料电池堆的空气加压，将加压的空气在加湿器中加湿并进入燃料电池。相应地，氢气存储罐供应的氢气通过加湿器进入燃料电池堆，过量的氢气在入口处再循环。冷却循环装置的主要功能是降低燃料电池中化学反应产生的热量。光伏阵列是集成系统中的一部分。输出的电力来自不同的光伏发电系统，这些电力被提供给功率控制单元。

试验中将该混合动力系统与由锂离子电池和质子交换膜燃料电池组成的传统系统进行比较，尤其是在提供的能量和效率上进行比较。研究结果表明，当燃料电池的电流密度为1150mA/cm2时，传统系统提供的能量效率56.3%。在光伏燃料电池的电流密度为1150mA/cm2时，所开发系统提供的能量效率56.63%。该光伏发电系统以98.32kW的最大功率连续驱动3h，可使燃料电池节约561g的氢气，约为氢存储罐体积总量的11.2%。将工作温度从30℃提高到80℃后，导致传统系统的热损耗值下降，而所研究的系统热损耗值变化较小。与传统燃料电池相比，使用混合动力系统的燃料电池能量损失减少112.5kW。

试验结果表明，与锂离子电池和质子交换膜燃料电池组成的传统系统相比，所开发的光伏燃料电池-锂离子电池混合动力系统较稳定。

刊名：Energy Conversion and Management（英）

刊期：2016年第18期

作者：M.F.Ezzat

编译：杨欣