燃料电池及其应用
一、课程介绍
《燃料电池及其应用》课程是能源与动力工程专业本科生的专业选修课。本课程授课对象为能源与动力工程专业的本科生。在学完专业基础课之后方可学习本课程。随着燃料电池在新能源汽车发展中更加重要的地位和广阔的前景，本课程的任务是使学生通过学习对燃料电池有一个比较全面的了解，同时了解燃料电池的具体应用，进一步扩大专业知识面的同时，更深刻地理解本专业的重要性，以及与其他相关专业之间的内在联系。
Introduction
This is a professional elective course for undergraduates majoring in energy and power engineering. It is intended for undergraduate students in the field of energy and power engineering. Only after completing the professional basic courses can you learn this course. With a more important position and a brighter prospect of fuel cells in new energy vehicles, the task of this course is to enable students to have a more comprehensive understanding of fuel cells, to understand the specific application of fuel cells, and to further expand their professional knowledge. At the same time, the students can gain a deeper understanding of the importance of this course, as well as some internal links with other courses.
课程基本信息
课程名称 |
燃料电池及其应用 |
课程编码 |
421207 |
英文名称 |
fuel cell powered vehicle |
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课程学时 |
24 |
课程学分 |
1.5 |
课程类别 |
专业教育课程 |
课程性质 |
选修课 |
开课学期 |
第7 学期 |
课内实验学时 |
0 |
适用专业 |
能源与动力工程专业 |
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开课单位 |
内燃机教研室 |
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选用教材 |
《燃料电池与燃料电池电动汽车》.科学出版社. 王志成等编著 |
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主要参考书 |
《先进电动汽车技术》（第三版），2018年，陈全世等编著 |
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制定人 |
朱昌吉 |
制定时间 |
2018年9月 |
二、教学大纲
1、教学目的
通过本课程的学习，使学生掌握燃料电池的工作原理、燃料电池的电化学基础知识，燃料电池类型及特点，燃料电池汽车工作原理、重要部件和关键技术、燃料电池发电站等相关知识。
2、教学要求
教师要积极备课，对课程内容要融会贯通，切忌照本（幕）宣科。授课在多媒体教室，充分利用多媒体动画教学课件，边授课边演示。做到授课内容与大纲相符，注重平时成绩（作业）积累，成绩评价体系标准真实、严谨、公平、公正、公开，能促使学生学习的积极性。
3、预备知识或先修课程要求
学完专业基础课
4、教学方式
本课程的教学方式以课堂讲授为主，一律采用多媒体动画教学。理论授课24学时，教师讲授与课堂讨论提问相结合，学生自学作为辅助教学环节。
5、实验环境和设备
无
6、课程教学内容及学时分配
燃料电池概述（2学时）
1.1燃料电池的发展简史及燃料电池汽车的研究进展（1.0学时）
1.2燃科电池的分类（0.5学时）
1.3燃料电池的特性（0.5学时）
教学重点、难点：了解燃料电池的发展历史、燃料电池的基本原理和分类及燃料电池的特性。
思考题：无
燃料电池的电化学基础（3学时）
2.1燃料电池的原理（1.0学时）
2.2燃料电池热力学（0.5学时）
2.3电极过程动力学（0.5学时）
2.4极化（0.5学时）
2.5极化测试（0.5学时）
教学重点、难点：电极过程动力学和极化；燃料电池的各项参数的理论边界值； 燃料电池效率分析方法。
思考题：计算氢氧燃料电池在标准大气状况下热力学最大效率。
质子交换膜汽车燃料电池（6学时）
3.1PEMFC结构与工作原理（1学时）
3.2PEMFC主要部件 （1学时）
3.3PEMFC单电池与电池组 （1学时）
3.4PEMFC电池组失效分析 （1学时）
3.5池水、热管理系统 （1学时）
3.6燃料电池的相关计算（1学时）
教学重点、难点：详细讲解质子交换膜燃料电池的工作原理、优缺点、关键材料、电池组及其控制等基本内容，电池水、热管理系统、燃料电池的相关计算的内容。
思考题：国内外关于质子交换膜燃料电池生产能力及水平调查？
燃料电池电动汽车结构（5学时）
4.1 燃料电池汽车的基本结构（1学时）
4.2 燃料电池系统（1学时）
4.3 DC/DC变换器（0.5学时）
4.4驱动电机及其控制系统（0.5学时）
4.5辅助电池及其管理系统（1学时）
4.6燃料电池汽车动力系统的参数匹配、燃料经济性的计算（1学时）
教学重点、难点：燃料电池电动汽车发展概况、燃料电池电动汽车的工作原理，燃料电池电动汽车的重要部件的结构及功用。燃料电池汽车动力系统的参数匹配、燃料经济性的计算。
思考题：简述燃料电池电动汽车的重要部件的结构及功用 ？简述燃料电池电动汽车的采用了那些安全技术措施？
燃料电池电动汽车及关键部件试验（4学时）
5.1燃料电池电动汽车整车试验（1学时）
5.2质子交换膜燃料电池试验（1学时）
5.3蓄电池组及管理系统试验方法（1学时）
5.4驱动电机及控制器试验（1学时）
教学重点、难点：
燃料电池电动汽车试验方法，重要部件的试验测试方法。
思考题：无
燃料电池电动汽车料的制备、纯化与储存（4学时）
6.1 氢气的制备（0.8学时）
6.2 氢气的纯化（0.2学时）
6.3氢气的储存（1学时）
6.4燃料电池电动汽车氢安全系统（1学时）
6.5燃料电池电动汽车的基础设施建设（1学时）
教学重点、难点：讲解燃料电池电动对使用的燃料要求，氢燃料的制备方法，氢燃料纯化必要性及方法，氢燃料的储存方法和安全技术。
思考题：高压储存氢气罐技术发展状况调查
7、实验项目内容、学时分配、实验小组
无
8、考核要求、考核方式及成绩评定标准
平时出勤、课堂提问和作业评定成绩，成绩按照五级分制
9、其他说明
根据专业发展和学生的特点，授课内容可以有所侧重或调整。
