范红梅，李强伟，朱刚贤

（苏州大学工程训练中心，江苏 苏州 215000）

1 引言

质子交换膜燃料电池（PEMFC）的输出性能受到了许多因素的影响，其中温度的变化会严重影响电堆内部的气体传输、水平衡和电化学反应活性。不适当的温度调节会影响燃料电池的耐用性，所以PEMFC 的有效运行在很大程度上取决于有效、可靠的冷却系统。温度的不均匀性会导致不同位置的电化学反应速率不同，从而导致膜电极上形成热点造成膜穿孔，降低了PEM燃料电池的使用寿命。在燃料电池中，消耗掉的氧气和离开电池的潮湿空气能带走的热量有限，因此，对质子交换膜燃料电池的热管理系统进行研究有着重要的意义。

冷却剂的流动方向设计成垂直于氢和氧的流动方向，并且用波纹通道来代替方便的直通道，强化通道中的对流效应，从而改善反应气体分布和液态水去除[1]。文献[2]应用具有气体扩散层各向异性的三维非等温数值模型，发现当肋宽度等于通道宽度时，通道和肋宽度越窄，性能越好。文献[3]研究发现在较高的电流和较低的工作温度下，温度变化的影响最大。文献[4]对燃料电池汽车的不同冷却方法进行了比较，结果表明使用铝冷凝散热器，从液体冷却到蒸发冷却，散热器面积可以减少27%。文献[5]设计了一种自适应反馈控制器，控制电堆的温度。文献[6]在Matlab/Simulink平台上建立了冷却系统的模型，用扩展卡尔曼滤波滑模控制器调节温度。文献[7]建立了水冷燃料电池堆的动力学模型并结合PI的状态空间模型来控制水冷电堆的温度。……