本书以铝空气金属燃料电池技术为主线，系统介绍了铝空气金属燃料电池的工作原理、组成结构、性能影响因素、电极材料制备、电池设计、电能变换器设计、能量管理控制系统设计和多种铝空气电源系统开发等内容，讨论和分析了铝空气电池的传质机理、空气电极和铝合金电极制备工艺，系统介绍了铝空气电池单体设计、电堆设计、电解液循环设计、供氧循环设计方法，深入研究了铝空气多源混合互补供电体系、铝空气混合电站能量动态管理方法，并给出了铝空气储备电源、铝空气直流微网的开发案例和实验结果。
样章试读
目录
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1 绪论 1
1.1 燃料电池分类 1
1.2 质子交换膜燃料电池 3
1.3 磷酸型燃料电池 7
1.4 熔融碳酸盐燃料电池 8
1.5 固体氧化物燃料电池 9
1.6 金属空气燃料电池 11
2 铝空气电池原理及性能影响因素 19
2.1 铝空气电池工作原理及结构 19
2.1.1 铝空气电池工作原理 19
2.1.2 铝空气电池组成结构 22
2.1.3 铝空气电池传质机理 24
2.2 铝空气电池性能影响因素 26
2.2.1 铝电极自腐蚀因素 27
2.2.2 电解液碳酸化因素 28
2.2.3 碳腐蚀因素 28
2.2.4 空气电极孔体积因素 28
2.2.5 催化剂不稳定因素 30
2.2.6 空气电极“冒汗”因素 30
2.2.7 三相界面因素 31
2.2.8 集流网的脱黏因素 32
2.3 铝空气电池理论数学模型 32
2.3.1 铝空气电池热力学电动势模型 32
2.3.2 铝空气电池活化极化损失模型 34
2.3.3 铝空气电池欧姆极化损失模型 34
2.3.4 铝空气电池浓差极化损失模型 35
2.3.5 铝空气电池延迟时滞系统模型 35
2.3.6 铝空气电池电流输出模型 36
3 铝空气电池电极材料制备 37
3.1 空气电极关键材料制备 38
3.1.1 新型高效复合催化剂技术 38
3.1.2 催化层制备工艺 42
3.1.3 防水透气膜制备工艺 44
3.1.4 空气电极制备技术 46
3.2 铝阳极材料制备 48
3.2.1 铝阳极合金化 49
3.2.3 富稀土铝合金阳极制备 51
3.3 电解液制备 57
4 铝空气电池系统设计 60
4.1 铝空气电池单体设计 61
4.1.1 单体的密封设计 63
4.1.2 单体的液路？气路输送设计 64
4.1.3 单体的正负极电气连接设计 65
4.2 铝空气电池电堆设计 66
4.2.1 电堆的快速更换设计 67
4.2.2 电堆的防变形支撑件设计 69
4.2.3 电堆的供氧保障设计 71
4.2.4 电堆的运行监测设计 72
4.3 铝空气电池循环供液设计 75
4.3.1 电解液泵设计 75
4.3.2 电解液箱结构设计 76
4.3.3 供液循环系统清洗设计 78
4.4 铝空气电池热管理设计 78
4.4.1 PID温控器设计 79
4.4.2 PID模糊规则设计 82
4.5 铝空气多源混合互补供电设计 86
4.5.1 多源混合互补供电体系 86
4.5.2 铝空气混合电站组成 88
4.5.3 铝空气混合电站能量动态管理流程 95
5 铝空气储备电源与电能变换器设计 100
5.1 铝空气储备电源组成与工作原理 101
5.1.1 铝空气储备电源组成 101
5.1.2 铝空隔离型DC/DC组成及工作原理 104
5.2 铝空气电池隔离型DC/DC 变换器硬件设计 107
5.2.1 硬件系统构成 107
5.2.2 隔离型DC/DC主电路设计 107
5.2.3 驱动电路 110
5.2.4 信号调理电路设计 114
5.2.5 保护电路设计 115
5.3 铝空电池前端DC/DC变换器控制方法研究 117
5.3.1 DC/DC变换器电路的建模 117
5.3.2 DC/DC变换器的PWM控制技术 119
5.3.3 PID 控制方法研究 122
5.3.4 模糊PID控制方法研究 127
5.4 铝空气电池隔离型DC/DC变换器的并联运行 134
5.4.1 DC/DC变换器的并联均流技术 134
5.4.2 最大电流自动均流原理 135
5.4.3 最大电流自动均流法的小信号分析 139
5.4.4 最大电流自动均流电路的设计及仿真 141
5.5 铝空气储备电源运行实验 145
5.5.1 铝空气储备电源系统工作逻辑 147
5.5.2 铝空气储备电源系统带载实验 150
6 铝空气直流微网与能量管理控制系统设计 156
6.1 铝空气直流微网设计 157
6.1.1 铝空气直流微网电站组成 157
6.1.2 铝空气电池发电系统设计 160
6.1.3 储能系统设计 162
6.1.4 电能变换系统设计 164
6.1.5 能量管理控制系统设计 168
6.2 铝空气发电系统和储能系统控制策略 171
6.2.1 铝空气发电系统最大功率点跟踪策略 171
6.2.2 储能系统充放电控制策略 181
6.2.3 储能系统建模仿真 188
6.3 铝空气直流微网能量管理策略 195
6.3.1 铝空气电站运行状态分析 195
6.3.2 铝空气电站能量管理策略 200
6.3.3 铝空气电站运行仿真 205
6.4 铝空气直流微网能量管理设计 207
6.4.1 铝空气电站主电路参数设计 207
6.4.2 能量管理控制系统硬件设计 211
6.4.3 能量管理控制系统软件设计 219
6.5 铝空气电站直流微网运行实验 226
6.5.1 直流微网实验平台构建 226
6.5.2 铝空气电站运行实验与结果分析 230
参考文献 240
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