燃料電池建模與仿真：從微觀到宏觀

譯者序前言二維碼索引第1章　燃料電池基本原理 11.1　介紹 21.1.1　燃料電池發(fā)展路線 21.1.2　燃料電池運(yùn)行機(jī)制 61.1.3　燃料電池類型 91.2　熱力學(xué) 171.2.1　吉布斯自由能 181.2.2　熱力學(xué)第二定律與燃料電池 201.2.3　燃料電池效率 211.2.4　有效因素的作用 221.3　電化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué) 281.3.1　交換電流密度 291.3.2　Butler-Volmer方程 311.3.3　有效因素的作用 361.4　電荷轉(zhuǎn)移 371.4.1　電子電阻 371.4.2　離子電阻 381.4.3　有效因素的作用 401.5　質(zhì)量傳遞 411.5.1　從流動(dòng)通道到GDL的對(duì)流傳質(zhì) 421.5.2　擴(kuò)散傳質(zhì) 421.5.3　有效因素的作用 431.6　燃料電池的特性曲線 441.7　本章小結(jié) 45思考題 45參考文獻(xiàn) 46第2章　質(zhì)子交換膜燃料電池 472.1　介紹 482.1.1　組成與結(jié)構(gòu) 482.1.2　PEMFC中的傳輸現(xiàn)象 592.1.3　PEMFC用氫 1032.2　PEMFC的微尺度建模與仿真 1092.2.1　微結(jié)構(gòu)重建 1102.2.2　孔隙尺度數(shù)值模擬方法 1152.2.3　晶格玻爾茲曼模擬技術(shù) 1152.2.4　水運(yùn)孔隙網(wǎng)絡(luò)模擬 1392.2.5　水傳輸?shù)牧黧w體積法模型 1452.3　PEMFC的宏觀建模與仿真 1482.3.1　電池的一維建模 1492.3.2　有限體積法框架 1602.3.3　電池的2D/3D建模 1692.3.4　堆棧的建模 1722.3.5　PEMFC系統(tǒng)的建模與控制 1732.3.6　PEMFC冷啟動(dòng)建模 1772.4　本章小結(jié) 179思考題 180參考文獻(xiàn) 182第3章　固體氧化物燃料電池 1873.1　引言 1883.1.1　部件及結(jié)構(gòu) 1883.1.2　固體燃料電池系統(tǒng)中的傳輸現(xiàn)象 1913.2　固體燃料電池的微觀建模與仿真 1963.2.1　微觀結(jié)構(gòu)重建方法 1963.2.2　反應(yīng)氣體流動(dòng)的晶格玻爾茲曼模擬 1993.3　固體燃料電池的宏觀建模與仿真 2003.3.1　一維建模 2003.3.2　固體燃料電池單元、堆棧和系統(tǒng)的2D/3D模型 2033.3.3　固體燃料電池系統(tǒng)建模 2083.4　固體氧化物電解槽的建模 2093.5　本章小結(jié) 209思考題 210參考文獻(xiàn) 210第4章　儲(chǔ)氫系統(tǒng) 2124.1　引言 2134.2　高壓罐 2144.3　儲(chǔ)氫罐 2154.3.1　一維建模 2184.3.2　CFD模擬 2194.4　本章小結(jié) 221思考題 221參考文獻(xiàn) 222第5章　燃料電池電動(dòng)汽車 2235.1　介紹 2245.2　車輛動(dòng)力學(xué) 2245.2.1　阻力和牽引力 2245.2.2　車輛性能 2275.2.3　車輛能耗 2285.3　燃料電池電動(dòng)汽車的配置和組件 2305.3.1　PEMFC和電池模塊 2305.3.2　車輛控制單元 2305.3.3　牽引電機(jī) 2325.3.4　PEMFC和氫氣罐 2325.4　FCEV的建模與控制 2335.4.1　性能特征 2335.4.2　能耗特點(diǎn) 2345.5　本章小結(jié) 238思考題 238參考文獻(xiàn) 238第6章　燃料電池發(fā)電站 2396.1　應(yīng)用 2406.1.1　住宅領(lǐng)域 2406.1.2　發(fā)電站 2416.1.3　汽車 2426.2　SOFC發(fā)電站組件 2456.2.1　主反應(yīng)堆 2456.2.2　材料 2476.2.3　重整器 2516.2.4　調(diào)壓器 2526.2.5　熱管理組件 2526.3　燃料 2546.3.1　外重整 2566.3.2　內(nèi)重整 2576.3.3　氣化 2586.4　本章小結(jié) 262思考題 263參考文獻(xiàn) 263第7章　熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng) 2647.1　熱電聯(lián)產(chǎn)和燃料電池 2657.1.1　燃料電池發(fā)熱量 2657.1.2　有效能 2707.1.3　熱經(jīng)濟(jì)學(xué) 2727.2　熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)計(jì)的一般程序 2747.3　基于SOFC的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng) 2757.3.1　SOFC與汽輪機(jī)聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng) 2757.3.2　空間增溫的應(yīng)用場(chǎng)景 2767.3.3　SOFC與脫鹽聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng) 2767.3.4　供電設(shè)施中的應(yīng)用場(chǎng)景 2787.3.5　高溫電池的應(yīng)用場(chǎng)景 2787.4　基于PEMFC的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng) 2797.4.1　基于PEMFC熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的主要關(guān)注點(diǎn) 2797.4.2　有機(jī)朗肯循環(huán) 2817.4.3　熱電聯(lián)產(chǎn)循環(huán)計(jì)算 2837.4.4　實(shí)例分析 2947.5　本章小結(jié) 301思考題 301參考文獻(xiàn) 302附錄 304附錄A　格子玻爾茲曼代碼 305A.1　幾何生成器 305A.2　具有纖維障礙的PEMFC流道內(nèi)等溫單相空氣流動(dòng) 305A.3　多孔介質(zhì)中流體位移的建模 306A.4　使用格子玻爾茲曼方法的PEMFC陰極催化劑層建模 306附錄B　用于PEMFC仿真的MATLAB代碼 307附錄C　優(yōu)化方法 308C.1　優(yōu)化的概念 308C.2　優(yōu)化方法分類 310C.3　在C 中實(shí)現(xiàn)優(yōu)化方法 312C.4　總結(jié) 314參考文獻(xiàn) 315附錄D　基于ANSYS Fluent的MH油箱仿真UDF 315附錄E　計(jì)算FCEV能量消耗的MATLAB代碼 315