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德国阳光蓄电池行业信息—熔融碳酸盐燃料电池系统建模与控制核心提示： MCFC是目前继磷酸盐燃料电池（PAFC）之后，商业化前景好的燃料电池。MCFC可用煤气化或天然气作燃料，并可实现内重整，系统简单；不需要铂等贵金属催化剂，关键材料成本相对较低；工作温度在650MCFC是目前继磷酸盐燃料电池（PAFC）之后，商业化前景好的燃料电池。MCFC可用煤气化或天然气作燃料，并可实现内重整，系统简单；不需要铂等贵金属催化剂，关键材料成本相对较低；工作温度在650*C左右，排热品位高，可与燃气轮机、汽轮机等组成联合循环发电系统，效率可达80%以上；故而特别适用于大容量中心电站和联合发电。MCFC已成为20世基金项目：上海市科委重点科技攻关项目（993012008）上海交通大学211基金项目（无编号）纪80年代以来，美、日、欧重点发展的新型发电技术，也是我国MCFC单电池由燃料较（阳极一般是Ni多孔体）、空气较（阴极一般是NiO多孔体）和两电极板之间的电解质板（一般是浸注Li+和K+的混合碳酸盐的LiAlO2多孔陶瓷板）组成。MCFC依靠多孔电极内毛细管压力的平衡来建立稳定的电解质/气体的界面。通过协调电极（阴极和阳极）和电解质板（包含小的孔）的孔径，使电解质板的孔完全被溶盐浸没，而电极的孔根据其孔径分布被熔盐部分浸没。电解质中的导电离子是碳酸根（COr）。MCFC的催化剂*用贵金属，而以雷尼镍和氧化镍为主。在阴极，氧和CO2反应形成碳酸根，碳酸根通过熔盐电解质扩散到阳极，同时碳酸根将氢氧化，给出电子，进入外电路，形成低压直流电。由一组电极和电解质板构成的单体电池工作时输出电压为0.6~0.8V，电流密度约150~200mA/cm\为获得高电压，将多个单电池串联，构成电堆。除燃料电池电堆（本体），还须有一套相应的辅助系统，包括燃料预处理系统、电能转换系统（包括电性能控制系统及安全装置）、热量管理与回收系统等。靠这些辅助系统，燃料电池本体才能得到所需的燃料和氧化剂，并不断排出燃料电池反应所生成的水和热，安全持续地供电。燃料电池发电技术牵涉到化工、材料、流体力学、机械、自动控制、电工电子等多学科知识。MCFC系统集成了多种不同设备，包含全新设备（如燃料电池）和传统设备（如重整器、换热器、风机等）的新应用，以及复杂的多回路、多相流循环，复杂的水、热管理。为使MCFCS安全、高效地运行，必须确定系统的动态特性（如系统响应速率和响应值是否满足需要，各子设备在瞬态时是否工作于安全限度内等）然而，MCFC系统是工作在高温（650*C）、封闭、复杂的环境下，内中状态测量较为困难，试验分析代价很高，有时几乎是不可能的。目前还只能小规模地对MCFC的部分参数和变量进行测量和分析相对而言，对MCFC的数值分析成本较低。用数值分析的方法，建立MCFC的数学模型，借助模型，可以在大运行范围和不同瞬态条件下对MCFC的性能进行量化预测、仿真和分析，发现潜在问题。多年来，**学者对MCFC的数学模型进行了广泛而深入的研究，从不同的角度建立了各种各样的模型，这些模型的建立对提高MCFC的性能已起了重要作用。但由于MCFC系统过于复杂，建模时都不得不作了各种简化，因而存在各种各样的不足。另一方面，为提高MCFC发电系统运行性能（如输出的电指标、对负载突变的承受能力、发电效率、尾气排放等）、延长其使用寿命、**系统安全持续运行，必须对其进行有效的控制。有了MCFC的数学模型，就可进行控制系统的设计和仿真，并对不同控制方案进行比较、优化。因此，对MCFC的建模与控制的研究现状进行分析和总结，发现其不足，并探讨今后MCFC的建模与控制的努力方向是非常必要的。熔融碳酸盐燃料电池的数学模型可分为4个等级111：电极模型（微模型）、单电池模型、电堆模型（宏模型）和系统集成模型。微模型通过研究微观过程屮m级）以期获得性能更佳的电极，单电池模型主要讨论电极间的电化学过程、反应，热产生，而电堆模型主要讨论多个单电池组装后整个堆的物质、能量的转化与传递，着眼于性能的优化。如上所述，要真正实现安全、持续的发电，除燃料电池电堆外，还需集成其它辅助子系统。显然，电极模型和单电池模型是讨论的基础，电堆模型是研究的关键，建立系统集成模型是工程化和产业化的必由之路。1电极模型堆结构下热的传递（Fujimura117）和气体运动过程，并给出了仿真。该模型假定了气体在光壁管道内流动，输入气体的浓度恒定。Yoshihiro等1211（1998年）开发并测试了采用L/K和L/Na熔盐为电解质的10kW级电堆，给出了单体和电堆的基本性能和寿命，定量地估算了由于NiO阴极溶解导致的较化变化量。的数字模型，指出运行中局部内部阻抗的增大和燃气供应不足是导致各单体电压差的原因。但其分析是基于各单体参数分布相同的假设。Mitsushima1231建立了MCFC电堆的寿命模型，分析了电堆结构与寿命的关系。但是其分析也是基于两维的假设，即表达阻抗和寿命时采用的是平均温度。HaruhikoHirata和MichioHori124（1996年）分析了顺流型MCFC电堆内单体平面方向上的气流均匀性、电堆方向上的气流均匀性和单体性能（温度、电流密度、单体电压）之间的关系；指出单体平面方向上的气流不均匀性对单体性能的影响不严重，而沿电堆方向上的气流不均匀性的影响比前者大2至10倍。它假设单体隔板的温度分布是均匀的，而这对大面积单体（如1m2以上）是不实际的，另外它假设气道占满了整个单体，而事实上单体与电极电解质板之间被分隔为多个气道，气道壁起到支撑作用。寸、电堆两端的加热器、阴极气体流速、进气温度等对电堆温度升高的影响，指出增加阴极气体流速是降低电堆温度有效的方法，但其分析是基于负载为常值的假设下。固体氧化物燃料电池（SOFC）也是高温燃料电池，在燃料电池建模方面其特性与MCFC很相近。Achenbach（1994年）提出了SOFC电堆的静态和动态下电流、温度的分布。然而，该模型仍假设沿电堆方向气体参数分布相同。MCFCS集成系统模型MCFC系统（MCFCS）集成了不同子系统，包括全新设备（如燃料电池）和传统设备（如重整器等）的新应用，以及多回路的多相流循环，这样一个系统必须考虑其动态运行时可能产生的问题。为使MCFCS安全、有效地运行，必须确定系统的动态特性（如系统响应速率和响应值是否满足需要，各子系统在瞬态时是否工作于安全限度内）系统的整体动态性能是由系统中各子系统及其互连的特性所决定的。因此，应研究系统的各子系统的动态特性和子系统之间动态相互作用。MCFC系统是工作在高温（650*C）、封闭、复杂多相流的环境下，内部状态测量较为困难，试验分析代价很高，有时几乎是不可能的。目前只能小规模地对MCFCS的部分参数和变量进行测量和分析。相对而言，对MCFCS的数值分析成本较低；借助模型，可以在大范围运行条件和不同瞬态条件下对MCFCS总体性能进行量化预测，发现潜在问题，并对不同设计和控制方案进行比较。目前对MCFC的组件和整个系统的动态分析的研究结果26于1986年对10kWMCFC系统进行了建模，并根据系统模型得到了难以测量的参数如燃气利用率吸附式玻璃纤维技术使气体复合效率高达99%，使电解液具有免维护功能阀控密封当前阀控密封铅酸蓄电池已逐步取代开口式流动电解液铅酸蓄电池，广泛用于邮电通信电源、UPS、储能电源系统等。动力型阀控密封铅酸蓄电池已广泛用于电动助力车。这些领域都要求在线检测蓄电池的荷电态。德国阳光公司在世界胶体电池行业处于良好地位。胶体电池是世界上各项性能优越的阀控式铅酸蓄电池。德国阳光电池A500系列，在环境温度为20°C时，可存放2年，产品设计寿命达7年，电池容量从1.2–200AhC20。德国阳光蓄电池A500系列设计寿命6~9年标称容量1.2-200Ah整体电池栅格状板栅结构阀控式铅酸蓄电池可再生循环可耐深度放电（根据DIN43539T5）免维护蓄电池（*加液）产品其它特性：**的德国阳光A500蓄电池采用国际良好的胶体技术EUROBAT等级：普通电池自放蓄电池内阻与容量之间的关系其中有两种含义：电池内阻跟额定容量的关系，以及同一型号电池的内阻跟荷电态SOC的关系。十多年前人们曾经试图利用阀控密封铅酸蓄电池内阻（或电导）的变化去在线检测电池的容量和预测电池寿命，但却未能如愿；人们对动力电池的大电流放电能力提出了越来越高的要求，这就要求尽可能降低电池内阻。因而本文将进一步探索和阐明一些常用蓄电池内阻与容量之间的内在关系。-/gjcibc/-