A novel thermal management for PEM fuel cell stack combining phase change materials with liquid cooling under low temperature condition

堆栈(抽象数据类型) 冷却液 质子交换膜燃料电池 核工程 相变材料 材料科学 冷启动(汽车) 热交换器 热的 水冷 计算机冷却 机械工程 汽车工程 燃料电池 工程类 热力学 电子设备和系统的热管理 计算机科学 化学工程 物理 程序设计语言
作者
Qiming Cao,Haitao Min,Honghui Zhao,Weiyi Sun,Yuanbin Yu,Zhaopu Zhang,Junyu Jiang
出处
期刊:Applied Thermal Engineering [Elsevier]
卷期号:238: 121949-121949 被引量:12
标识
DOI:10.1016/j.applthermaleng.2023.121949
摘要

In this study, a low-temperature thermal management system (TMS) that combines a phase-change material (PCM) with liquid cooling for the cold start of a proton exchange membrane fuel cell (PEMFC) is introduced. The proposed system effectively utilizes the waste heat generated during the fuel cell operation to heat the PCM. After shutdown, the heat released during the PCM phase change process is transferred to the stack via a coolant pump, thus maintaining the stack temperature above the minimum startup threshold. A comprehensive thermal model of the proposed system is established and validated using numerical simulations. The temperature variations within the stack were evaluated under various environmental conditions, material properties, and coolant- pump control parameters. The results demonstrate that the TMS can sustain the stack temperature above 0 °C for 63.36 h in an environment at −20 °C. Furthermore, compared with passive thermal management, the proposed system has better temperature uniformity and an 11.71 % reduction in the stack startup time at 0 °C due to the proper loop design, which prevents the PCM from absorbing heat from the stack. This study provides innovative solutions to address the challenges associated with cold starts and is a valuable reference for future TMS designs.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
小王同学发布了新的文献求助10
刚刚
1秒前
Akim应助知性的白羊采纳,获得10
1秒前
pbj发布了新的文献求助10
1秒前
2秒前
2秒前
2秒前
酷波er应助络桵采纳,获得10
2秒前
2秒前
风中楷瑞完成签到,获得积分10
2秒前
cloudy90发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
赘婿应助HaHa007采纳,获得10
4秒前
孟孟吖应助Summer采纳,获得10
4秒前
狄孱完成签到,获得积分10
4秒前
JYZ发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
无花果应助tana98906采纳,获得10
5秒前
桐桐应助奋斗瑶采纳,获得10
5秒前
C0cc完成签到,获得积分10
5秒前
小聋包完成签到,获得积分10
5秒前
6秒前
潘子发布了新的文献求助10
6秒前
风中楷瑞发布了新的文献求助10
6秒前
小庄发布了新的文献求助10
6秒前
安谢发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
8秒前
9秒前
纯真心情发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
苏卿应助ylq采纳,获得80
9秒前
季纯洁关注了科研通微信公众号
10秒前
10秒前
10秒前
共享精神应助辛勤的冬寒采纳,获得10
10秒前
Jasper应助皎皎采纳,获得10
10秒前
11秒前
miumiu发布了新的文献求助10
11秒前
轻舞完成签到,获得积分20
11秒前
高分求助中
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 2500
Continuum thermodynamics and material modelling 2000
Healthcare Finance: Modern Financial Analysis for Accelerating Biomedical Innovation 2000
Applications of Emerging Nanomaterials and Nanotechnology 1111
Les Mantodea de Guyane Insecta, Polyneoptera 1000
지식생태학: 생태학, 죽은 지식을 깨우다 700
Neuromuscular and Electrodiagnostic Medicine Board Review 700
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 材料科学 生物 工程类 有机化学 生物化学 纳米技术 内科学 物理 化学工程 计算机科学 复合材料 基因 遗传学 物理化学 催化作用 细胞生物学 免疫学 电极
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3468985
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3062016
关于积分的说明 9077763
捐赠科研通 2752446
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1510421
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 697807
邀请新用户注册赠送积分活动 697759