臺灣博碩士論文加值系統

摘要
整合小型燃料電池發電系統與載具之結構強度模擬分析是未來發展燃料電池電動車之基本必要條件。
目前全球石化燃料消耗量大增，石油價格快速攀升。再生能源科技日益受到各國重視，尤其無污染的氫氣能源的製造、儲存與使用技術，更受到全球學術與工業界大量的資源投入與開發。其中燃料電池將可有效的轉換氫氣燃料為電能輸出之發電系統，尤為全球大車廠爭相研發與競爭，紛紛推出新型以氫氣為燃料的電動汽車，俾能儘快投產或隨時取代傳統之石化內燃機車輛。
氫氣與氧氣化學反應產生電能之燃料電池發電系統零組件，完全不同於傳統需要燃燒石化燃料產生動力之內燃機引擎零組件。在燃料電池電動車車體結構亦將與傳統石化內燃機汽車有所差異，未來氫燃料儲存桶、燃料電池堆與相關零組件與固定位置將依氫能汽車新安全規範進行新的車體設計與結構調整。
本論文除針對燃料電池發電原理、系統結構與車體結構作有系統與廣泛的介紹，並以專用的車體結構強度及特性分析軟體； Hyper Mesh與LS-DYNA，進行單人座的燃料電池電動車進行重心計算與撞擊分析，其相關數據與結果將驗證於下一階段實車製作之先驅研究。

Abstract
To integrate and analyze the small fuel cell power system and simulation of carrier construction strength are the most important and necessary for developing of Fuel Cell Electric Vehicle in the future.
The consumption of petrol source significally increase, resulting the price of petrol is more and more expensive. Renewable energy science and technology is being paid much attention by global countries. Hydrogen energy production, storage and using technology are being invested and developed by academic and industries field in the world. Fuel Cell Electric Vehicles of many different types are being manufactured by larger car company, the internal combustion engine cars which are running on the streets will be substituted by those Fuel Cell vehicles.
The construction of Fuel Cell Generation System is explained and simulation analysis of carrier construction strength by using Hyper Mesh and LS-DYNA software. All the data and experience will be referenced by developing new Fuel Cell Electric Vehicle in next R&D stage.

第一章 緒論……………………………………………………………..1
1-1 前言………………………………………………………….1
1-2 研究動機…………………………………………………….2
1-3 研究目的…………………………………………………….4
第二章 文獻回顧………………………………………………………..5
2-1 燃料電池…………………………………………………....5
2-1-1 燃料電池基本原理…………………………………….....7
2-1-2 燃料電池應用………………………………………….....8
2-2 應用於電動車上之二次電池…………………………....…9
2-2-1 鉛酸蓄電池（Lead Storage Battery）………………...…9
2-2-2 鎳鎘電池(Nickel-Cadmium Battery)…………………....11
2-2-3 鎳氫電池（Nickel-Metal Hydride Battery）…………...11
2-2-4 鋰離子電池（Lithium Cell）…………………………...12
2-2-5 超電容（Supercapacitor）………………….……………..13
2-3 車體結構…………………………………………………...14
第三章 建立模型………………………………………………………16
3-1 建立輕型燃料電池車分析模型……………………….......16
3-2 燃料電池系統配置………………………………………...16
3-3 MyperMesh…………………………………………...…….19
3-4 LS-DYNA……………………………………….………….20
3-4-1 LS-DYNA計算方程式…………………………...…..….23
第四章 結果與討論……………………………………………………26
4-1 車體數據…………………………………………………...26
4-2 模擬數據…………………………………………….……..28
4-3 討論………………………………………………………...45
第五章 未來展望………………………………………………………46
參考文獻………………………………………………………………..48

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