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千瓦级全钒液流电池组并联系统性能评估 预览
1
作者 杨洋 郭育华 +1 位作者 杨梓杰 韩明 《电工技术》 2019年第11期114-117,120共5页
液流电池在可再生能源发电出力及微网、智能电网建设等方面有着广阔的应用。随着液流电池应用的越来越广泛,全钒液流电池(Vanadium Flow Battery,VRB)在整个生命周期中的性能评估显得尤为重要。在理论基础上研制了千瓦级全钒液流电池组... 液流电池在可再生能源发电出力及微网、智能电网建设等方面有着广阔的应用。随着液流电池应用的越来越广泛,全钒液流电池(Vanadium Flow Battery,VRB)在整个生命周期中的性能评估显得尤为重要。在理论基础上研制了千瓦级全钒液流电池组,在工作过程中对电堆进行热成像处理,分析电池组的工艺性能。在不同电流密度下进行并联充放电试验,分析了电流密度对电池组充放电性能及效率的影响。试验结果及分析对千瓦级液流电池的实际设计及应用有一定的参考价值。 展开更多
关键词 全钒液流电池 热成像 电流密度 效率
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质子交换膜燃料电池温度经验模型 预览
2
作者 高一方 陈唐龙 +2 位作者 杨梓杰 吴赟松 韩明 《电源技术》 CSCD 北大核心 2018年第1期55-57,64共4页
针对目前燃料电池温度控制模型复杂、 准确度不高、 不利于实际控制策略研究等问题,建立了温度与电压、电流密度的经验模型.通过几种拟合建模方法的对比得出基于傅里叶拟合的经验模型最佳.然后选取不同阶数的傅里叶拟合模型进行仿真分... 针对目前燃料电池温度控制模型复杂、 准确度不高、 不利于实际控制策略研究等问题,建立了温度与电压、电流密度的经验模型.通过几种拟合建模方法的对比得出基于傅里叶拟合的经验模型最佳.然后选取不同阶数的傅里叶拟合模型进行仿真分析, 综合考虑控制精度与响应速度得出运用 3次傅里叶拟合模型控制温度最佳.该模型为质子交换膜燃料电池实际温度的控制提供了-种思路, 可为后续电池堆或大电池系统的温度控制提供理论指导. 展开更多
关键词 质子交换膜燃料电池 经验模型 拟合 温度控制
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液流电池的效率分析 预览
3
作者 赵航飞 刘承志 +2 位作者 刘湘东 朱晓舟 韩明 《电源技术》 CSCD 北大核心 2018年第12期1872-1875,共4页
以直流电源驱动泵对全钒氧化还原液流电池进行供液,通过改变泵的电压,得到不同流量下电池的充放电数据。分析这些数据,并且建立模型可知:不同流量下电流效率保持不变;减小或增大泵能量消耗并不意味就可以提高系统的整体效率,过小的泵损... 以直流电源驱动泵对全钒氧化还原液流电池进行供液,通过改变泵的电压,得到不同流量下电池的充放电数据。分析这些数据,并且建立模型可知:不同流量下电流效率保持不变;减小或增大泵能量消耗并不意味就可以提高系统的整体效率,过小的泵损及流量反而会导致系统的整体效率降低,过大的泵损导致系统效率降低。结果表明:通过控制电解液流量和泵的损耗,对于提高钒电池储能系统的效率和改善电池系统的稳定性至关重要。在大规模应用储能技术时,流量和泵损的影响将更为明显。 展开更多
关键词 钒电池 流量 泵损 电压效率 能量效率 系统效率
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空冷型PEMFC阳极排气方法实验研究 预览 被引量:1
4
作者 朱晓舟 陈民武 +2 位作者 刘湘东 赵航飞 韩明 《储能科学与技术》 CAS CSCD 2018年第1期118-122,共5页
针对固定周期排气和安时积分排气两种阳极排气方法,对自制的空冷型质子交换膜燃料电池( PEMFC ) 进行实验研究.在高负载情况下研究了不同目标安时积分值对电堆输出稳定性的影响,并确定了最佳目标安时 积分值为100 As.在变负载情况下... 针对固定周期排气和安时积分排气两种阳极排气方法,对自制的空冷型质子交换膜燃料电池( PEMFC ) 进行实验研究.在高负载情况下研究了不同目标安时积分值对电堆输出稳定性的影响,并确定了最佳目标安时 积分值为100 As.在变负载情况下对两种排气方法的电堆输出性能和氢气消耗量进行了探究.相较于固定周期 排气,安时积分排气在保证电堆良好输出性能的同时,大幅降低了氢气消耗达30%. 展开更多
关键词 质子交换膜燃料电池(PEMFC) 阳极排气 安时积分 输出性能 氢气消耗量
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基于LabVIEW的PEMFC单电池电压巡检系统设计 预览
5
作者 朱晓舟 陈民武 +2 位作者 刘湘东 赵航飞 韩明 《储能科学与技术》 CAS CSCD 2018年第1期123-127,共5页
本文设计了一套基于数据采集硬件模块和LabVIEW软件模块的质子交换膜燃料电池( PEMFC) 单电 池电压巡检系统.该系统实现了对单电池电压数据的实时检测、显示及存储,准确度高,抗干扰能力强,有效 保障了 PEMFC电堆的稳定运行.以实验室... 本文设计了一套基于数据采集硬件模块和LabVIEW软件模块的质子交换膜燃料电池( PEMFC) 单电 池电压巡检系统.该系统实现了对单电池电压数据的实时检测、显示及存储,准确度高,抗干扰能力强,有效 保障了 PEMFC电堆的稳定运行.以实验室自制的阴极开放式PEMFC为实验平台,证明了本系统良好的测试精 度与稳定性. 展开更多
关键词 质子交换膜燃料电池(PEMFC) 单电池电压巡检系统 数据采集 LABVIEW
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空冷型PEMFC电堆的单电池特性研究
6
作者 谭凯峰 陈维荣 +1 位作者 韩明 张雪霞 《电化学》 CSCD 北大核心 2018年第6期766-771,共6页
本文对实验室自制的自增湿空冷型PEMFC电堆进行了自适应特性研究,并分析了各单电池的性能以及各电池的电压分布情况.实验中设定操作条件为:阳极工作压力为2 bar,阴极风扇功率0.3 W,氢气室每隔10 s排水1 s.从实验结果可以看出,空冷型PEMF... 本文对实验室自制的自增湿空冷型PEMFC电堆进行了自适应特性研究,并分析了各单电池的性能以及各电池的电压分布情况.实验中设定操作条件为:阳极工作压力为2 bar,阴极风扇功率0.3 W,氢气室每隔10 s排水1 s.从实验结果可以看出,空冷型PEMFC的电压分布与负载电流的大小具有一定的联系,大电流负载下电池的电压分布会出现明显的不均匀现象,根据分析结果可以看出,电堆的单体电压波动率与负载电流之间存在近似的指数关系分布,且各单片电池间内阻的差异与大电流下过高的电堆温度都会造成电压分布不均匀的现象. 展开更多
关键词 空冷型PEMFC 电流密度-电压特征曲线 电压分布
全钒液流电池脉动进液实验 预览
7
作者 吴赟松 高仕斌 +2 位作者 高一方 林纯宇 韩明 《电源技术》 CSCD 北大核心 2018年第1期78-80,86共4页
采用合理的供液方式对提高全钒液流电池系统层面效率至关重要.基于实验室自制的全钒液流单电池及相关设备搭建测试平台, 设计并进行了恒流充放电工作模式下的脉动供液实验.测试结果表明:与连续供液方式相比, 采用脉动供液能够明显减少... 采用合理的供液方式对提高全钒液流电池系统层面效率至关重要.基于实验室自制的全钒液流单电池及相关设备搭建测试平台, 设计并进行了恒流充放电工作模式下的脉动供液实验.测试结果表明:与连续供液方式相比, 采用脉动供液能够明显减少泵的能耗(超过80%), 且电池能量效率基本保持不变(仅下降 5%).该研究对于提高全钒液流电池系统层面的效率具有重要的参考价值. 展开更多
关键词 全钒液流电池 脉动供液 系统效率
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基于ARM的全钒液流电池巡检系统设计 预览
8
作者 刘湘东 刘承志 +2 位作者 赵航飞 朱晓舟 韩明 《电源技术》 CSCD 北大核心 2018年第12期1879-1881,共3页
对各个单电池的状态进行准确测量是判断电池系统荷电状态和健康状态的重要任务之一。设计的全钒液流电池巡检系统以ARM为控制核心,系统硬件采样模块基于LTC6804芯片,利用LabVIEW编程实现数据的校验与显示。把该系统应用于由5个单电池组... 对各个单电池的状态进行准确测量是判断电池系统荷电状态和健康状态的重要任务之一。设计的全钒液流电池巡检系统以ARM为控制核心,系统硬件采样模块基于LTC6804芯片,利用LabVIEW编程实现数据的校验与显示。把该系统应用于由5个单电池组成的全钒液流电池上,进行验证性实验。实验结果表明:该系统抗干扰,测量的电压偏差在1mV,采样周期达到0.2s,而且能够实时显示和保存数据。 展开更多
关键词 全钒液流电池 巡检系统 单电池电压 LTC6804 LABVIEW
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基于无迹卡尔曼滤波的全钒液流电池状态估计 被引量:2
9
作者 刘湘东 刘承志 +4 位作者 杨梓杰 赵航飞 朱晓舟 高祖昌 韩明 《中国电机工程学报》 CSCD 北大核心 2018年第6期1769-1777,共9页
利用传统的安时积分法估计全钒液流电池(vanadium redox flow battery,VRB)的荷电状态(state of charge,SOC),常常会因为累积误差造成估计误差增大的问题。该文针对这一问题,以一阶RC等效电路模型为基础,采用无迹卡尔曼滤波(unscen... 利用传统的安时积分法估计全钒液流电池(vanadium redox flow battery,VRB)的荷电状态(state of charge,SOC),常常会因为累积误差造成估计误差增大的问题。该文针对这一问题,以一阶RC等效电路模型为基础,采用无迹卡尔曼滤波(unscented Kalman filter,UKF)算法对安时积分法估计结果进行修正,提高SOC估计精度。此外,UKF算法同时可以在收敛后准确地实时估计电池模型中的内阻,而电池的内阻可以表征其健康状态(state of health,SOH),因此UKF算法可根据内阻的估计结果评价电池的SOH。在工况下对电池进行测试性充放电实验,实验结果表明,UKF算法可以快速完成电池SOC的精确估计,绝对误差小于2%,并能准确地估计出电池的内阻,为电池SOH的确定提供参考依据。 展开更多
关键词 全钒液流电池 无迹卡尔曼滤波 荷电状态 健康状态 电池模型
基于傅里叶拟合的PEMFC温度建模仿真
10
作者 高一方 陈唐龙 +2 位作者 吴赘松 C.Y.Ling 韩明 《太阳能学报》 CSCD 北大核心 2018年第3期679-685,共7页
建模是控制设计的基础,根据质子交换膜燃料电池温度控制的需要,建立基于傅里叶拟合的经验模型。利用Matlab/Simulink仿真平台对建立的模型进行仿真分析。仿真和实验测试结果表明:该模型输出结果与实测数据吻合较好,证明模型的有效... 建模是控制设计的基础,根据质子交换膜燃料电池温度控制的需要,建立基于傅里叶拟合的经验模型。利用Matlab/Simulink仿真平台对建立的模型进行仿真分析。仿真和实验测试结果表明:该模型输出结果与实测数据吻合较好,证明模型的有效性和可操作性,有助于电池实际温度控制的策略研究。 展开更多
关键词 燃料电池 傅里叶拟合 温度建模 仿真 控制
基于Labview的全钒液流电池测试系统 预览
11
作者 赵航飞 刘承志 +1 位作者 刘湘东 朱晓舟 《电池》 CSCD 北大核心 2017年第4期199-203,共5页
基于Labview的编程环境,实现对可编程直流电源和直流电子负载的远程控制,搭建全钒液流电池充放电测试系统。该系统将独立的电源和负载组合成了一套充放电装置,并通计算机进行设置和运行,可对电池进行恒流恒压放电、脉冲式放电,实时观测... 基于Labview的编程环境,实现对可编程直流电源和直流电子负载的远程控制,搭建全钒液流电池充放电测试系统。该系统将独立的电源和负载组合成了一套充放电装置,并通计算机进行设置和运行,可对电池进行恒流恒压放电、脉冲式放电,实时观测并采集电压、电流等数据,以研究电池的充放电特性。 展开更多
关键词 LABVIEW 全钒液流电池 充放电测试系统 数据采集
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PEMFC电池堆单体电池电压巡检系统开发与实验 预览 被引量:4
12
作者 王慕之 赵思臣 +2 位作者 王奔 韩明 贾俊波 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2016年第1期84-86,191共4页
设计了基于差分运放和光耦开关的硬件采样模块,以及基于Lab VIEW的算法程序、数据采集及界面控制的软件处理模块的燃料电池单电池电压特性巡检系统。该系统精度高、抗干扰性强、测试电压路数多,而且能实现数据的实时采集、显示和保存,... 设计了基于差分运放和光耦开关的硬件采样模块,以及基于Lab VIEW的算法程序、数据采集及界面控制的软件处理模块的燃料电池单电池电压特性巡检系统。该系统精度高、抗干扰性强、测试电压路数多,而且能实现数据的实时采集、显示和保存,并对电压异常情况进行警示。本系统已成功应用于百瓦级阴极开放式燃料电池堆的测试,实验证明具有良好的测试精度与稳定性。 展开更多
关键词 质子交换膜燃料电池 单体电池电压巡检系统 差分放大 LabVIEW 燃料电池输出特性
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基于模型估计的LiFePO4电池EKF滤波算法SOC估计研究 预览
13
作者 邓宫泰 马磊 +1 位作者 贾俊波 韩明 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2016年第10期1931-1935,共5页
常规LiFePO4动力电池组SOC(state of charge)估计方法难以同时满足复杂工况下SOC预测的可靠性与初值不敏感性,为解决该问题,提出一种针对电池组工况特性下的扩展卡尔曼滤波算法。该算法基于电池组工况放电特性,提取其特征参数并进行... 常规LiFePO4动力电池组SOC(state of charge)估计方法难以同时满足复杂工况下SOC预测的可靠性与初值不敏感性,为解决该问题,提出一种针对电池组工况特性下的扩展卡尔曼滤波算法。该算法基于电池组工况放电特性,提取其特征参数并进行模式分类,根据在电池充放电时不同参数与区间,对卡尔曼滤波模型进行动态参数补偿,加快SOC向真值的收敛速度,并减少SOC估计误差,实现算法对SOC估计初值的不敏感性。最后使用美国机车工况测试UDDS标准模型,对实际采集的电池模型进行仿真实验,其结果验证了所提出的算法可行性和有效性。 展开更多
关键词 LiFePO4动力电池组 SOC 能量管理 扩展卡尔曼滤波 自适应卡尔曼滤波
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质子交换膜燃料电池寄生功率影响实验研究 预览
14
作者 朱星光 陈唐龙 韩明 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2016年第2期298-301,308共5页
对自制的阴极开放式自增湿型质子交换膜燃料电池(PEMFC)系统对外输出功率、平均工作温度及阴极风扇系统寄生功率影响开展了实验研究。实验结果表明:阴极风扇系统寄生功率与PEMFC系统对外输出功率之间存在紧密的关系。当阴极风扇系统... 对自制的阴极开放式自增湿型质子交换膜燃料电池(PEMFC)系统对外输出功率、平均工作温度及阴极风扇系统寄生功率影响开展了实验研究。实验结果表明:阴极风扇系统寄生功率与PEMFC系统对外输出功率之间存在紧密的关系。当阴极风扇系统寄生功率逐渐增大,PEMFC系统的平均工作温度呈逐渐下降趋势,而输出性能则逐渐上升。PEMFC系统输出性能的极值点不等于其平均工作温度的极值点,二者之间并非呈现单纯的线性关系,且存在最佳工作温度。 展开更多
关键词 质子交换膜燃料电池 阴极风扇系统 对外输出功率 寄生功率 最佳工作温度
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间歇供液在钒电池储能系统中应用的实验研究
15
作者 曹洪 王奔 +1 位作者 林纯宇 韩明 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第5期1322-1327,共6页
实验以脉冲驱动泵对单个全钒氧化还原电池(vanadium redox battery, VRB)进行间歇供液。通过改变供液占空比,得到不同工况下的VRB恒流充放电曲线,分析这些充放电曲线可知:1)不同占空比供液时电流效率保持不变;2)占空比1/3供液... 实验以脉冲驱动泵对单个全钒氧化还原电池(vanadium redox battery, VRB)进行间歇供液。通过改变供液占空比,得到不同工况下的VRB恒流充放电曲线,分析这些充放电曲线可知:1)不同占空比供液时电流效率保持不变;2)占空比1/3供液时,系统相对泵损减少超过50%,电压效率和单电池能量效率分别只下降5.1个百分点和4.8个百分点。实验采用间歇供液方式使VRB系统泵损大大降低,同时保持了钒电池的基本性能。根据钒单电池实验结果,和相关资料中系统泵损约占VRB系统放电能量的9%,以此数据作为泵损标准,可推断出将间歇供液方式运用于钒电堆系统时,VRB系统预估输出效率。实验结果表明供液占空比2/3时,VRB系统输出效率最高,达到81.2%。 展开更多
关键词 储能系统 钒氧化还原电池 间歇供液 占空比 系统效率
电动汽车磷酸铁锂电池组均衡电路设计 预览 被引量:11
16
作者 吕航 刘承志 《电源学报》 CSCD 2016年第1期95-101,共7页
为了优化和提升电动汽车中的磷酸铁锂电池组均衡系统的性能,在应用广泛的Buck-Boost均衡电路基础上,提出了一种可减少开关数量、加快均衡速度和提高效率的拓扑结构。该均衡电路用开关电感模块替代电感,克服了Buck-Boost均衡电路仅能在... 为了优化和提升电动汽车中的磷酸铁锂电池组均衡系统的性能,在应用广泛的Buck-Boost均衡电路基础上,提出了一种可减少开关数量、加快均衡速度和提高效率的拓扑结构。该均衡电路用开关电感模块替代电感,克服了Buck-Boost均衡电路仅能在相邻电池间传递电荷的缺点,通过控制电感模块中的开关继电器,改变BuckBoost电路的均衡子电路,减少电荷转移步数。通过对比分析和实验验证可知,优化后的Buck-Boost均衡电路相较于原电路减少了开关数量,加快了27%的均衡速度和提高了均衡效率。 展开更多
关键词 磷酸铁锂电池组 Buck-Boost均衡电路 开关数量 均衡速度 均衡效率
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深海动力磷酸铁锂电池组均衡方案设计优化 预览 被引量:9
17
作者 吕航 刘承志 +2 位作者 尹栋 林鹏峰 贾俊波 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第19期232-238,共7页
为提高深海储能装置的长时间安全工作性能,提出了一套深海用的动力磷酸铁锂电池设备的智能电池管理系统(SBMS),重点分析了SBMS中的电池组均衡管理。针对常用基于电感的Buck-Boost电路的均衡速度和效率分别提出了两种改进方案。引入... 为提高深海储能装置的长时间安全工作性能,提出了一套深海用的动力磷酸铁锂电池设备的智能电池管理系统(SBMS),重点分析了SBMS中的电池组均衡管理。针对常用基于电感的Buck-Boost电路的均衡速度和效率分别提出了两种改进方案。引入模糊控制技术,对实验室深海项目的磷酸铁锂电池组进行了恒流充放电实验,比较不同改进方案的均衡实验效果。将电池均衡的改进方案应用于某微型电动车电池组的实际工况中,验证了改进方案可提高电池组的可用容量。 展开更多
关键词 深海储能装置 磷酸铁锂电池 电池管理系统 均衡电路 模糊控制
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空冷型质子交换膜燃料电池实验研究 预览
18
作者 赵思臣 李龙 +2 位作者 王奔 韩明 贾俊波 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2015年第1期65-67,87共4页
对实验室自制的空冷型质子交换膜燃料电池(PEMFC)在不同工况时的稳定性、负载阶跃响应、单体电池电压分布以及表面温度分布开展了实验研究。实验结果表明:定期阳极排气可维持空冷型PEMFC长时间稳定运行;大负载条件下。单体电池电压... 对实验室自制的空冷型质子交换膜燃料电池(PEMFC)在不同工况时的稳定性、负载阶跃响应、单体电池电压分布以及表面温度分布开展了实验研究。实验结果表明:定期阳极排气可维持空冷型PEMFC长时间稳定运行;大负载条件下。单体电池电压分布均匀性降低,呈现两边高、中间低的现象;电池组温度分布与单体电池电压分布具有一致性。该工作对于空冷型PEMFC性能研究以及燃料电池系统效率提升具有一定的指导和参考价值。 展开更多
关键词 质子交换膜燃料电池 空冷型 输出特性 单体电池电压分布 表面温度分布
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磷酸铁锂电池组的均衡控制策略优化研究 预览 被引量:9
19
作者 吕航 刘承志 +1 位作者 沈金锁 贾俊波 《电源学报》 CSCD 2015年第3期107-112,共6页
针对Buck-Boost电路在串联电池组均衡中出现的平衡速度慢、损耗高等问题,在功率开关和电感不变的情况下,提出了一种改进的均衡方案。以实验室的磷酸铁锂电池作为研究对象,进行了不同均衡方案的实验。从电池的实际模型角度出发,集合改进... 针对Buck-Boost电路在串联电池组均衡中出现的平衡速度慢、损耗高等问题,在功率开关和电感不变的情况下,提出了一种改进的均衡方案。以实验室的磷酸铁锂电池作为研究对象,进行了不同均衡方案的实验。从电池的实际模型角度出发,集合改进后的均衡电路控制,着重分析了改进方案在提高平衡速度和降低损耗方面的效果。仿真和实验结果表明,改进的均衡控制策略减少了电池组的均衡时间,降低了均衡过程中的损耗。 展开更多
关键词 磷酸铁锂电池 均衡控制 Buck-Boost电路 速度和损耗
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空冷型PEMFC的温度控制影响 预览 被引量:1
20
作者 曹洪 王奔 +1 位作者 闵杰 韩明 《电池》 CAS CSCD 北大核心 2015年第5期244-247,共4页
对自制空冷型质子交换膜燃料电池(PEMFC)进行变负载条件下有、无温度控制的工况对比。研究负载骤升过程中燃料电池表面温度分布情况,以及两组实验功率输出的差异性。温度控制能在燃料电池负载发生突变时,保持燃料电池表面温度良好... 对自制空冷型质子交换膜燃料电池(PEMFC)进行变负载条件下有、无温度控制的工况对比。研究负载骤升过程中燃料电池表面温度分布情况,以及两组实验功率输出的差异性。温度控制能在燃料电池负载发生突变时,保持燃料电池表面温度良好的对称性和均匀性;无温度控制的燃料电池,抗负载扰动能力较弱,负载变化时的温度偏差最高达29.5%,但输出功率与有温度控制时仅相差0.6%。温度控制能维持燃料电池良好的工作环境,但不能明显提高燃料电池的输出功率。 展开更多
关键词 质子交换膜燃料电池(PEMFC) 空冷型 温度分布 功率输出
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