空間燃料電池電源子系統(tǒng)輸出性能的仿真與試驗驗證

北京衛(wèi)星制造廠有限公司，北京 100190

空間燃料電池[1]涉及電化學(xué)、熱力學(xué)等多領(lǐng)域，交叉學(xué)科多，理論概念深刻，數(shù)學(xué)計算復(fù)雜?？臻g燃料電池電源系統(tǒng)體系龐大，涉及水、氣、熱、電等多個管理單元，輸入條件多，耦合程度高，隨機(jī)干擾大，在具體實際操作中，很容易因為操作不當(dāng)，對電堆中的質(zhì)子交換膜、催化劑等重要敏感器件帶來嚴(yán)重?fù)p傷，縮短燃料電池的使用壽命。因此，在進(jìn)行相關(guān)試驗研究之前必須對其進(jìn)行相關(guān)建模、仿真分析，對電堆的性能有足夠的理論認(rèn)識，才能保證在試驗過程中減少不必要的誤操作。目前國內(nèi)已有對電堆模型的建模仿真[2]，文獻(xiàn)[3]僅對影響輸出電壓的3種電壓損失進(jìn)行著重分析，沒有對實際情況中影響電堆輸出的溫度、壓力等輸入條件進(jìn)行單獨詳細(xì)的仿真分析；文獻(xiàn)[4]僅對電堆的功率曲線進(jìn)行初步的仿真分析，仿真了電堆的輸出功率與溫度、壓力的關(guān)系，沒有對整個電堆子系統(tǒng)進(jìn)行仿真研究，并且缺少試驗驗證；國外在20世紀(jì)60年代就開始對氫氧燃料電池研究，已有針對整個質(zhì)子交換膜燃料電池系統(tǒng)的建模仿真，文獻(xiàn)[5-6]均只對電堆進(jìn)行建模與仿真，對后級輸出沒有做進(jìn)一步研究；文獻(xiàn)[7]主要對電堆輸出進(jìn)行DC-DC變換，對電堆的特性沒有進(jìn)行深入分析；Mohiuddin等對電堆進(jìn)行建模仿真，對電堆的極化特性進(jìn)行了相關(guān)分析，在不同的供氣流量下觀察電堆的輸出電壓變化[8]。Souleman等通過理論分析建立了燃料電池電源系統(tǒng)的仿真模型，目標(biāo)是針對高輸出電壓車用燃料電池，并得到理想的仿真結(jié)果[9]。以上研究是針對電堆極化特性，對電堆的后級輸出、電壓變換沒有過多的仿真研究與試驗驗證，都是針對車用、船用電源系統(tǒng)的仿真研究，偏向于民用、軍用，缺少針對航天用燃料電池電源子系統(tǒng)的整體仿真與試驗驗證。

本文首先對電堆進(jìn)行建模仿真，研究電堆的輸入與輸出特性關(guān)系，然后對電堆子系統(tǒng)進(jìn)行仿真，當(dāng)溫度、壓力以及負(fù)載變化時對電堆子系統(tǒng)的性能影響，并通過試驗證明對電堆建模和仿真的正確性，從而確定電堆的最佳工作狀態(tài)，使得電堆的輸出性能達(dá)到最佳[10]。

1 電堆建模及仿真

1.1 電壓損失

燃料電池(電堆)是一個多輸入多輸出的系統(tǒng)，輸入量之間耦合程度高，工作情況復(fù)雜，要想實現(xiàn)對電堆輸出電能的最優(yōu)控制，很有必要研究電堆的輸入/輸出特性曲線。單個電堆的輸出電壓取決于工作條件，如電堆工作溫度、電堆工作壓力和所接負(fù)載的大小等因素。燃料電池的凈輸出電壓定義為電池的不可逆電壓損失 (Virrev)和理論電勢(Vrev)的偏差，具體表述為：

V(i)=Vrev-Virrev

(1)

電壓損失主要分為活化極化損失、歐姆極化損失、濃差極化損失3種，單個電堆的實際輸出電壓可以表示為理論電勢與這3種損失的差的形式：

V(i)=Vrev-Vact-Vohmic-Vconc

(2)

式中：Vact為活化極化損失；Vohmic為歐姆極化損失；Vconc為濃差極化損失。

活化極化損失和濃差極化損失發(fā)生在電堆的陽極和陰極上，歐姆損失主要表現(xiàn)在電堆的電阻極化上，發(fā)生在電解質(zhì)、氣體擴(kuò)散層、雙極板，端面接觸上。單個電堆的輸出電壓與電流密度的關(guān)系表述為：

(3)

簡化形式為：

iRohmic

(4)

式中:E為實際電路開路電壓；Er為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)可逆電壓；R為理想氣體常數(shù)；T為絕對溫度；αc為陰極電荷傳輸系數(shù)；αa為陽極電荷傳輸系數(shù)；i為電流密度；iL為極限電流密度，即燃料電池質(zhì)子交換膜允許通過的最大電流密度；i0為反應(yīng)交換電流密度；iL,c為陰極極限電流密度；iL,a為陽極極限電流密度；n為陽極每摩爾反應(yīng)物轉(zhuǎn)移的電子數(shù)；Ri,Rohmic為電路等效電阻；iL為極限電流密度；iext為可用電流密度；iloss為損失電流密度。

圖1為電堆的極化特性曲線。

圖1 極化特性曲線Fig.1 Polarization curve

(1)活化極化損失

活化極化是克服催化劑表面上電化學(xué)反應(yīng)所需的活化能而產(chǎn)生的過電勢，因此在低的電流密度下主要的電壓損失是活化極化電壓損失，如圖1所示，其電壓損失的大小和燃料、催化劑、電解質(zhì)等因素有關(guān)，好的催化劑能降低活化損失的大小，但不能使之變?yōu)榱?，一般的活化極化損失在0.1～0.2 V，活化極化損失隨著電流密度的增加而增加，可以表述為：

(5)

式中:Vact,anode為陽極活化損失電壓；Vact,cath為陰極活化損失電壓。

對于質(zhì)子交換膜燃料電池，陰極的還原反應(yīng)的i0是陽極氧化反應(yīng)的i0的很多倍，因此一般不考慮陰極的活化損失，只考慮陽極的活化損失。

(2)歐姆極化損失

任何一種材料都會對電流存在阻礙作用，材料對電流的這種阻抗作用稱為歐姆極化，使得電堆單體的輸出電壓降低，這種電壓損失主要發(fā)生在中電流密度區(qū)域，也是燃料電池主要的工作電流區(qū)間，歐姆損失主要包括電子阻力損失和離子阻力損失兩部分，具體表述為：

Vohmic=iRohmic=i(Relec+Rionic)

(6)

式中：Relec為電子的阻抗大小，包括雙極板、電堆單體連接處以及電池組成部件的電阻；Rionic為對離子的阻抗大小，它是構(gòu)成歐姆損失的主要來源，離子傳輸受到的阻力要比電子傳輸受到的阻力大的多；Rohmic是電堆的總電阻，是電子電阻和離子電阻之和?？芍娏髅芏扰c歐姆損失的關(guān)系如下：

Vohmic=jSRohmic

(7)

式中：j為電流密度；S為燃料電池的活化面積。

(3)濃差極化損失

濃差極化損失又稱質(zhì)量傳輸損失，質(zhì)量傳輸主要是燃料電池各物質(zhì)組分的流動特性，其流動的方式對燃料電池的性能具有顯著的影響，其影響階段主要體現(xiàn)在高電流密度區(qū)域，對于低電流密度和中電流密度區(qū)域，電池各物質(zhì)組分流動相對均勻有序，各部分之間的濃度差異較小，因此濃差極化影響不嚴(yán)重。具體表述為：

(8)

(9)

式中：C0為氣體擴(kuò)散層反應(yīng)物濃度；Ci為催化劑層反應(yīng)物濃度，反應(yīng)物濃度和電流密度之間存在如下關(guān)系：

(10)

因此聯(lián)立式(9)(10)可求得濃差極化電壓與電流密度之間的關(guān)系為：

(11)

由式(11)可以看出隨著電流密度的增加，濃差極化損失越來越大，證明濃差損失出現(xiàn)在高電流密度區(qū)。因此，燃料電池的電流密度達(dá)到一定值時，輸出電壓將會非常低，直接輸出0 V電壓，嚴(yán)重影響燃料電池的使用性能。

1.2 溫度對電堆的影響

燃料電池能輸出電能的根本原因就是通過電化學(xué)反應(yīng)將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能的能量轉(zhuǎn)換，也就是通過化學(xué)反應(yīng)將燃料的自由能轉(zhuǎn)換為電能的能量轉(zhuǎn)換。能量對應(yīng)關(guān)系為：

Welec=-ΔG=TΔS-ΔH

(12)

式中：Welec為轉(zhuǎn)化的電能；G為吉布斯自由能；H為生成焓；S為熵的值。根據(jù)電荷轉(zhuǎn)移做功得出在25℃標(biāo)準(zhǔn)條件下的能量轉(zhuǎn)換公式為：

Welec=ErnF=-ΔG=TΔS-ΔH

(13)

(14)

從而得出能斯特電壓與溫度之間的關(guān)系，由于焓值本身是負(fù)值，因此輸出電壓隨溫度的升高而降低，但是在高溫下質(zhì)量傳輸和離子傳輸?shù)乃俣雀靃11]，足以抵消溫度升高對輸出電壓降低帶來的影響。

溫度對電池性能的影響主要從兩個方面考慮：一是氣體的擴(kuò)散能力；另一個是膜的質(zhì)子傳導(dǎo)率。低溫時水大部分呈現(xiàn)小液滴，氣態(tài)成分少，其飽和壓力小，此時膜電極出現(xiàn)水淹的可能性大，使得氧氣很難從擴(kuò)散層進(jìn)入到催化層，影響電化學(xué)反應(yīng)進(jìn)度；溫度升高時氣體擴(kuò)散得到改善，氧氣比較容易擴(kuò)散到催化層，然而，高溫時反應(yīng)氣體的相對濕度減小，同時質(zhì)子交換膜上水的含量降低，使得質(zhì)子交換膜的膜成分(聚四氟乙烯)吸收的水分子變少，導(dǎo)致膜的質(zhì)子傳導(dǎo)率降低，膜電阻升高。因此從理論上分析，對于燃料電池來說，存在一個臨界狀態(tài)，此時燃料電池輸出性能最優(yōu)[12]。

通過上述搭建的燃料電池電堆的數(shù)學(xué)模型，設(shè)定燃料電池仿真的試驗參數(shù)，如表1所示，仿真結(jié)果如圖2、圖3所示。

表1 系統(tǒng)仿真參數(shù)

這里，電堆的濕度設(shè)定為100%，是因為試驗中選用的是自增濕質(zhì)子交換膜燃料電池，認(rèn)為電堆在實際的工作中是理想狀態(tài)，濕度保持100%不變。

圖2 不同溫度電壓曲線Fig.2 Different temperature voltage curves

圖3 不同溫度功率曲線Fig.3 Different temperature power curves

由仿真結(jié)果可知電堆的輸出電壓和輸出功率在60～70 ℃時隨著溫度的升高而增大，但當(dāng)溫度超過70 ℃時，電堆的輸出電壓和輸出功率隨著溫度的升高而降低，由此可得出電堆的最佳溫度工作點在70 ℃左右。

1.3 壓力對電堆的影響

電堆的輸出性能和電堆的工作壓力有關(guān)，壓力的變化會影響電堆實際的輸出電壓。增大電堆工作壓力有利于改善反應(yīng)氣體通過電極擴(kuò)散層向催化劑層的傳質(zhì)速度，有利于減少濃差極化。從動力學(xué)角度分析，增大氣體壓力還利于提高電流交換密度，降低活化過電位。研究壓力對電堆的影響時，通常要考慮溫度，燃料電池的輸出電壓用壓力和溫度的函數(shù)表述為：

(15)

式(15)的輸出電壓是在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的公式，在非標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，氫氧燃料電池的輸出電壓可以表示為：

(16)

式中：αi表示第i類的電子活度。由此可知，增加電堆陰陽極氣體的壓力對電堆的輸出電壓有著很好的改善作用。

現(xiàn)改變電堆的內(nèi)部壓強(qiáng)，溫度一定，設(shè)定工作溫度為70 ℃、相對濕度為100%，比較電堆輸出特性曲線與壓強(qiáng)的關(guān)系。電堆的其他參數(shù)和表1相同，仿真結(jié)果如圖4、圖5所示。

圖4 不同壓力電壓曲線Fig.4 Voltage curves of different pressure

圖5 不同壓力功率曲線Fig.5 Power curves of different pressure

圖4、圖5是電堆在0.1～2 MPa工作壓力之間的仿真結(jié)果。從仿真結(jié)果可以看出，隨著電堆壓力的增大，電堆的輸出電壓和輸出功率均逐漸變大，但當(dāng)電堆壓力超過0.15 MPa時，隨著壓力的增大，電堆輸出性能增加的速度比較緩慢，加上電堆設(shè)計時有壓力上限限制，考慮電堆的耐久性和安全性，電堆內(nèi)部的壓力不能過高，綜合以上因素設(shè)定電堆的壓力值為0.15 MPa。

2 電堆子系統(tǒng)仿真

電堆系統(tǒng)由電堆和電堆變換器(FCDR)構(gòu)成。電堆采用Matlab/Simulink中的電堆模型，電堆模型的等效數(shù)學(xué)模型如圖6所示[13-14]。

圖6 電堆等效模型Fig.6 Reactor equivalent model

圖6中，N為電堆片數(shù)，A為塔菲爾系數(shù)，Eoc為開路電壓，Vfc為輸出電壓，ifc為輸出電流，Td為建立時間，rohm為內(nèi)阻。由圖6可知，電堆的輸出電壓、電流關(guān)系式可以表述為：

(17)

式(17)是建立在電堆的溫度、壓力氣體流速不變的情況下，當(dāng)電堆的溫度、壓力等變化時，將會對塔菲系數(shù)、交換電流、開路電壓產(chǎn)生影響，用公式表述為：

Eoc=Kc·En

(18)

(19)

(20)

式中：kc為正常工作電壓常數(shù)；En為能斯特電壓；k為玻爾茲曼常數(shù)；α為電荷傳輸系數(shù)；PH2、PO2表示氫氣分壓氧氣分壓。

將開路電壓、交換電流、塔菲系數(shù)值代入式(17)就能得到在輸入條件變化時電堆的輸出電壓，根據(jù)本文仿真的要求，設(shè)定電堆的工作參數(shù)。

燃料電池的輸出特性較軟，如果將負(fù)載直接接到電堆輸出端，當(dāng)負(fù)載變化時，輸出電壓將會發(fā)生波動，影響負(fù)載工作。因此需要在電堆輸出端加上燃料電池放電調(diào)節(jié)器(FCDR)，將燃料電池輸出的20～30 V電壓變換到滿足航天應(yīng)用的100 V母線電壓，當(dāng)負(fù)載發(fā)生波動時依靠FCDR維持電堆的輸出電壓保持100 V不變，而電堆輸出電壓與電堆的工作溫度和電壓有著很大的關(guān)系，必須保證電堆的輸出電壓盡可能高一些，滿足FCDR電堆輸入電壓的輸入要求，圖7是電堆子系統(tǒng)的仿真模型。圖8是FCDR的仿真模型。

圖7 電堆子系統(tǒng)仿真模型Fig.7 Simulation model of the reactor subsystem

圖8 FCDR仿真模型Fig.8 FCDR simulation model

FCDR采用boost電路將輸出電壓閉環(huán)控制在100 V。對于宇航電源產(chǎn)品來說，電源輸出電壓具有抗干擾能力將是衡量一個電源好壞的一個重要標(biāo)準(zhǔn)，因此重點研究當(dāng)電堆的溫度、壓力以及負(fù)載發(fā)生變化時FCDR的抗干擾能力。

2.1 溫度對電堆子系統(tǒng)的影響

溫度的改變對電堆的輸出性能將產(chǎn)生很大的影響，這在實際應(yīng)用時將對負(fù)載產(chǎn)生一定的影響，因此選擇電堆的工作溫度作為變量，讓電堆先在50 ℃下啟動并快速達(dá)到穩(wěn)態(tài)，之后逐漸增加電堆的工作溫度，觀察系統(tǒng)的輸出特性，仿真結(jié)果如圖9、圖10所示。

從仿真結(jié)果可以看出在電堆運行時間達(dá)到8 s時電堆輸出已經(jīng)達(dá)到穩(wěn)態(tài)，此后逐漸增加電堆的溫度，發(fā)現(xiàn)，電堆的輸出電壓先逐漸增加，在溫度超過一定值時，輸出電壓逐漸降低，與對電堆的建模相符合，說明對電堆的建模正確；FCDR的輸出電壓控制在100 V±0.3 V之間，由于負(fù)載功率不變，所以電堆輸出電流和FCDR輸出電流隨著電堆電壓和FCDR電壓而變化。由此可以看出本仿真設(shè)計的FCDR對溫度的變化具有抗干擾能力。

圖9 溫度變化輸出電壓曲線Fig.9 Temperature variation and output voltage curves

圖10 溫度變化輸出電流曲線Fig.10 Temperature variation and output current curves

2.2 壓力對電堆子系統(tǒng)的影響

電堆工作壓力的變化將會影響電堆的輸出性能，本小節(jié)將著重分析電堆壓力的變化對電堆的輸出性能的影響。選定電堆陽極和陰極的壓力作為變量，設(shè)定電堆初始壓力為0.1 MPa，工作溫度為50 ℃，在電堆達(dá)到穩(wěn)定后逐漸增加電堆的工作壓力，觀察電堆的輸出特性。仿真結(jié)果如圖11、圖12所示。

在電堆運行時間達(dá)到8 s時電堆輸出已經(jīng)達(dá)到穩(wěn)態(tài)，之后逐漸增加電堆的壓力，隨著壓力的增加電堆的輸出電壓逐漸提高，說明增加壓力電堆的輸出性能會提高； FCDR 的輸出電壓受到的影響很小，輸出電壓在100 V±0.3 V之間，由于負(fù)載沒變，電堆輸出電流和FCDR輸出電流隨電堆電壓和FCDR變化而變化。因此本文設(shè)計的FCDR對壓力的變化具有一定的抗干擾能力。

圖11 壓力變化輸出電壓曲線Fig.11 Pressure variation and output voltage curves

圖12 壓力變化輸出電流曲線Fig.12 Pressure variation and output current curves

2.2 負(fù)載對電堆子系統(tǒng)的影響

燃料電池電堆系統(tǒng)長時間向外部提供電能時，后級所接負(fù)載時常會發(fā)生變化，在變化過程中會對電堆的輸出產(chǎn)生一定的影響。本小節(jié)設(shè)定電堆的壓力和工作溫度保持固定值不變，改變負(fù)載值，觀察電堆的輸出特性，如圖13、圖14所示。

圖13 負(fù)載變化輸出電壓曲線Fig.13 Load variation and output voltage curves

圖14 負(fù)載變化輸出電流曲線Fig.14 Load variation and output current curves

首先讓燃料電池在額定功率1200 W下工作，在8 s時將負(fù)載降到額定功率的50%，在15 s時將負(fù)載功率增加到額定功率的75%。從仿真結(jié)果可以看出，在負(fù)載功率發(fā)生大范圍變動，減少600 W時，對電堆輸出的影響更大，電堆輸出電壓會快速的變大，輸出電流會有發(fā)生一定的震蕩，然后系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定，F(xiàn)CDR輸出電壓發(fā)生抖動后快速回到設(shè)定值，并保持穩(wěn)定輸出；當(dāng)負(fù)載功率增加300 W時，整個系統(tǒng)會平穩(wěn)的過渡到穩(wěn)定值，F(xiàn)CDR的輸出基本不受影響。由此可見FCDR具有很好的抗擾動特性，由電堆的輸出電壓、輸出電流曲線和FCDR的輸出電壓、輸出電流曲線可以看出，在電堆運行過程中，不能大功率的改變負(fù)載值，避免出現(xiàn)過大的輸出超調(diào)，以保護(hù)電堆的使用性能。

3 試驗驗證

本文仿真的電堆額定功率為1200 W，實際中為了提高系統(tǒng)的可靠性和更換成本問題，選用3個額定功率為400 W的電堆串聯(lián)組成1200 W?？紤]到本實驗需要對電堆進(jìn)行惡劣環(huán)境測試，包括溫度變化和電堆壓力的變化，會使得電堆在非正常條件下工作，會嚴(yán)重降低電堆的使用性能，因此為了降低成本，選用一個電堆進(jìn)行溫度和壓力的試驗驗證。

3.1 溫度試驗驗證

依據(jù)前述的仿真結(jié)果，分別選擇電堆在60 ℃、70 ℃、75 ℃進(jìn)行試驗驗證，電堆的極化曲線和電堆單體的極化曲線如圖15、圖16所示。圖中空心符號表示功率和功率密度；實心符號表示電壓。

從試驗結(jié)果可以看出，電堆的極化曲線與對電堆建模仿真的曲線基本一致，說明對電堆的建模是符合實際、正確有效的；隨著溫度的升高，電堆的輸出電壓和輸出功率先升高再降低，在70 ℃時電堆的輸出電壓和輸出功率在相同的電流密度下達(dá)到最大，這與對電堆子系統(tǒng)進(jìn)行仿真時的結(jié)論一致，電堆溫度在70 ℃時的輸出性能達(dá)到最佳。通過溫度對電堆性能試驗結(jié)果證明了前述對電堆溫度的仿真結(jié)果。

圖15 不同溫度電堆極化曲線Fig.15 Reactor polarization curves at different temperatures

圖16 不同溫度單體極化曲線Fig.16 Single reactor polarization curves at different temperatures

3.2 壓力試驗驗證

由對電堆壓力的仿真，將電堆的輸入壓力作為變量，電堆的負(fù)載設(shè)置為恒定負(fù)載50 A，工作溫度為70 ℃，觀察電堆在不同壓力下的輸出性能，將實驗結(jié)果繪制成圖表，如圖17所示。

由試驗結(jié)果可以看出，隨著電堆工作壓力的增加，電堆的輸出特性不斷提高，這與前述對電堆壓力的仿真結(jié)果相一致，證明對壓力仿真的正確性。從圖17中可以明顯看出，在電堆壓力由135 kPa增加到165 kPa時電堆的輸出電壓和功率增加的速度最快，此后隨著壓力的增加，電堆的輸出電壓和功率增速明顯降低，給電堆帶來的壽命損傷隨之增大，綜上設(shè)定電堆的工作壓力為0.15 MPa。

圖17 壓力對電堆的影響Fig.17 The effect of pressure on the reactor

3.3 FCDR試驗驗證

對于FCDR變換器來說，只要電堆輸出的電壓在設(shè)定的電壓區(qū)間范圍內(nèi)，變換器就能實現(xiàn)輸出電壓穩(wěn)定在100 V±0.3 V的范圍內(nèi)。本試驗的變換器電壓輸入?yún)^(qū)間設(shè)置在20～30 V，將3個400 W的電堆串聯(lián)起來工作，驗證當(dāng)負(fù)載切換時，在不同的負(fù)載下FCDR的輸出電壓，如圖18所示。

圖18 FCDR輸出電壓Fig.18 FCDR output voltage

由試驗結(jié)果可以看出，F(xiàn)CDR具有很好的抗擾動能力，在不同的負(fù)載下均能將輸出電壓穩(wěn)定在100 V±0.3 V內(nèi)。由于電堆在低負(fù)載區(qū)的輸出電流較小，根據(jù)電堆的極化曲線，在低電流密度區(qū)，電堆輸出電壓較高，高電流密度區(qū)，電堆的輸出電壓較低，使得FCDR的輸出電壓在低負(fù)載區(qū)輸出電壓比高負(fù)載區(qū)電壓稍微偏高，但都滿足航天電源100 V母線電壓設(shè)計要求。

4 結(jié)束語

本文通過對電堆進(jìn)行了建模與仿真，確定了航天用燃料電池電堆的最佳溫度、壓力工作點；對電堆子系統(tǒng)進(jìn)行了整體仿真，研究了溫度、壓力、負(fù)載對電堆子系統(tǒng)的輸出性能的影響，驗證了所設(shè)計的FCDR滿足航天用電源輸出要求，具有很好的抗干擾性，實現(xiàn)FCDR的輸出電壓在100 V±0.3 V之間；對電堆子系統(tǒng)的最佳溫度點、最佳壓力點、以及負(fù)載波動進(jìn)行了具體試驗驗證，試驗結(jié)果與仿真結(jié)果基本符合。此次對電堆子系統(tǒng)的仿真研究與試驗驗證使得對空間燃料電池電堆子系統(tǒng)有了更深入的認(rèn)識，明確了如何控制電堆才能保證電堆作為電源的可靠性和使用的耐久性，為接下來整個空間燃料電池電源系統(tǒng)的設(shè)計與驗證提供很好的指導(dǎo)性意見。