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教职工
裴普成

长聘教授
博士生导师
Tel./FAX: 010-62788558
E-mail: pchpei@tsinghua.edu.cn
办公: 李兆基科技大楼A442室


个人主页

从1987年至2017年,开展内燃机燃烧优化设计研究;
从2001年至今,开展氢能燃料电池和金属空气电源研究。

1994/09~1997/12 天津大学内燃机专业 博士研究生

1990/09~1993/03 天津大学内燃机专业 硕士研究生

1983/09~1987/07 天津大学内燃机专业 工学学士


2005/12~至今        清华大学汽车工程系/车辆学院 教授(2016年起长聘教授)
2018/01~至今        第十三届北京市政协 委员
2016/12~至今        第十届北京海淀区政协 委员
2013/09~至今        民建清华大学委员会 主委
2001/03~2017/02 清华大学汽车工程系 车用动力研究所 所长
2016/01~2017/05 清华大学研究生院 副院长(挂职)
2000/01~2005/11 清华大学汽车工程系 副教授
1998/01~1999/12 浙江大学 博士后
1993/03~1997/12 天津大学 讲师
1987/09~1993/03 天津大学 助教


[1] 氢能燃料电池领域:主要从事燃料电池设计、测试方法与故障诊断等方面的技术和基础研究。现有产品技术包括燃料电池堆(电堆)、电堆故障规避器、电堆多片膜电极多参数检测仪、燃料电池系统等。
[2] 金属空气电源领域:重点开展锌空气电池、锌空气燃料电池、镁空气燃料电池、铝空气燃料电池的设计技术和基础研究,逐步实现产品化。

发表期刊论文150余篇,申报专利130余件,制定国家标准16项(主编2项)。


 氢能燃料电池
1、研究出燃料电池寿命多套计算公式。可用于在线预测寿命以优化使用过程,也可用于快速寿命测评。主编制定了《车用质子交换膜燃料电池堆使用寿命测试评价方法》国家标准(GB/T38914-2020)。
2、开发出电堆故障规避器。基于研究出的电堆工作过程流场压力降公式,自动调控电堆保持在健康状态,实现长时间无人值守。
3、开发出电堆多片膜电极多参数同步检测设备。一次能测120片膜电极各片的催化剂活性面积、透氢电流、双电层电容、断路电阻等。可作为研究电堆的科研仪器、生产线上膜电极分组设备、服役电堆在线膜电极检查仪器。
4、有设计和制造燃料电池双极板的一系列技术。包括压铸石墨板和冲压金属板,拥有完整的流场模拟、成型模拟、密封模拟、压紧模拟和性能预测技术。
5、开发出燃料电池宽域氢气引射器。基于研究出的燃料电池压力降公式,突破了一般引射器只能用于大流量情况的局限性,可替代笨重的氢循环泵。
6、有燃料电池系统集成技术。包括燃料电池长寿命控制技术、常温燃料电池“吃粗粮”技术、高温膜燃料电池系统集成技术等。


 金属空气电源
1、高能密度锌-空气燃料电池系统。实现了功率密度成倍提升,达到了400~520mW/cm2(一般100左右);突破了电解液容纳发电产物250Ah/L的极限,达到1250Ah/L仍能保持性能不降,使电解液需求量成倍减少;通过催化剂生长技术实现了空气电极耐久性明显提升,达到了上千小时(一般50~400h)。
2、长寿命锌-空气二次电池。设计特殊电极结构,规避了枝晶的破坏,实现了充电过程无风险;发现了磁场能形成电解液流动,可提高充电效率并调控沉积形貌。
3、可穿戴柔性铝-空气电池。研究出一种液态金属复合物,制作了铝空柔性电池,可循环充放电4000次以上,能量密度600Wh/kg(高于国际同类电池指标)。


 锂离子电池
1、一致性批量检测技术。漏电流是储能电池的重要参数,一般需要停放数天或数月才能得到漏电流一致性结果。研究出一种数学分析方法,可在半天内完成对电动车整车退役电池的检测。此技术可用于动力电池退役后的梯次利用,也可用于对储能电源的检测维护。

从2004年至今,讲授《燃料电池发动机》课(本科生);
从2003年至今,讲授《机械最优化设计》课(研究生);
从2017年至今,讲授《电化学动力源》课(研究生);
从2017年至今,参讲《科研伦理与学术表达》课(研究生);
从2001年至2005年,讲授《内燃机燃料供给》课(本科生)


全国燃料电池及液流电池标准委员会 委员
中国内燃机学会燃烧节能净化分会 副主任委员
中国内燃机学会燃料电池分会 副主任委员
中国仪表功能材料学会储能与动力电池及其材料专委会 副主任委员
中国能源学会 理事
北京内燃机学会 常务理事
《可持续发展》副主编
《Mechanical Engineering and Technology》副主编
《Energy and Power Engineering》编委
《Journal of Environmental Protection》编委
《汽车安全与节能学报》编委


[1] 电动车燃料电池长寿命应用基础研究,2010年北京市科学技术奖,一等奖;
[2] 掺氢燃料内燃机燃烧、排放基础研究,2011年北京市科学技术奖,一等奖;
[3] Elsevier授予“2015年度高被引综述论文奖”;
[4] 特殊用途液氧固碳闭式循环内燃机关键技术及应用,2017年北京市科学技术奖,二等奖;
[5] 燃料电池发动机测试平台,2005年北京市科学技术奖,二等奖;
[6] 车用燃料电池混合动力系统试验平台及试验方法,2006年北京市科学技术奖,二等奖;
[7] 车用燃料电池发动机多功能测试平台及测试规范,2005年中国汽车工业科技进步奖,二等奖;
[8] 2009年教育部-GM联合授予“第二届通用汽车中国高校汽车领域创新人才奖”,二等奖。


近五年发表论文:

1.

Degradation mechanisms of proton exchange membrane fuel cell under typical automotive operating conditions

作者: Ren, Peng; Pei, Pucheng; Li, Yuehua; 等.

PROGRESS IN ENERGY AND COMBUSTION SCIENCE  卷: ‏ 80     文献号: 100859   出版年: ‏ SEP 2020


2.

Capacity estimation for lithium-ion battery using experimental feature interval approach

作者: Pei, Pucheng; Zhou, Qibin; Wu, Lei; 等.

ENERGY  卷: ‏ 203     文献号: 117778   出版年: ‏ JUL 15 2020


3.

A Dendrite-Resistant Zinc-Air Battery.

作者: Huang, Shangwei; Li, Hui; Pei, Pucheng; 等.

iScience  卷: ‏ 23   期: ‏ 6   页: ‏ 101169   出版年: ‏ 2020-Jun-26 (Epub 2020 May 16)

 

4.

Anode Corrosion of Zn-Air Fuel Cell: Mechanism and Protection

作者: Huang, Shangwei; Pei, Pucheng; Wang, Zhezheng

JOURNAL OF THE ELECTROCHEMICAL SOCIETY  卷: ‏ 167   期: ‏ 9     文献号: 090538   出版年: ‏ MAY 12 2020


5.

Optimal interval of air stoichiometry under different operating parameters and electrical load conditions of proton exchange membrane fuel cell

作者: Chen, Huicui; Liu, Biao; Liu, Runtian; 等.

ENERGY CONVERSION AND MANAGEMENT  卷: ‏ 205     文献号: 112398   出版年: ‏ FEB 1 2020


6.

Influencing sensitivities of critical operating parameters on PEMFC output performance and gas distribution quality under different electrical load conditions

作者: Chen, Huicui; Liu, Biao; Zhang, Tong; 等.

APPLIED ENERGY  卷: ‏ 255     文献号: 113849   出版年: ‏ DEC 1 2019


7.

Nonlinear methods for evaluating and online predicting the lifetime of fuel cells

作者: Pei, Pucheng; Chen, Dongfang; Wu, Ziyao; 等.

APPLIED ENERGY  卷: ‏ 254     文献号: 113730   出版年: ‏ NOV 15 2019


8.

Study on the effect of membrane electrode assembly parameters on polymer electrolyte membrane fuel cell performance by galvanostatic charging method

作者: Wu, Ziyao; Pei, Pucheng; Xu, Huachi; 等.

APPLIED ENERGY  卷: ‏ 251     文献号: 113320   出版年: ‏ OCT 1 2019


9.

A vehicular proton exchange membrane fuel cell system co-simulation modeling method based on the stack internal distribution parameters monitoring

作者: Liu, Biao; Chen, Huicui; Zhang, Tong; 等.

ENERGY CONVERSION AND MANAGEMENT  卷: ‏ 197     文献号: 111898   出版年: ‏ OCT 1 2019


10.

Characteristic analysis in lowering current density based on pressure drop for avoiding flooding in proton exchange membrane fuel cell

作者: Li, Yuehua; Pei, Pucheng; Ma, Ze; 等.

APPLIED ENERGY  卷: ‏ 248   页: ‏ 321-329   出版年: ‏ AUG 15 2019


11.

Effects of dynamic changes in inlet temperature on proton exchange membrane fuel cell

作者: Liu, Yongfeng; Gao, Jianhua; Pei, Pucheng; 等.

JOURNAL OF RENEWABLE AND SUSTAINABLE ENERGY  卷: ‏ 11   期: ‏ 4     文献号: 044302   出版年: ‏ JUL 2019


12.

A Phase-Field Model of Dendrite Growth of Electrodeposited Zinc

作者: Wang, Keliang; Xiao, Yu; Pei, Pucheng; 等.

JOURNAL OF THE ELECTROCHEMICAL SOCIETY  卷: ‏ 166   期: ‏ 10   页: ‏ D389-D394   出版年: ‏ JUN 4 2019


13.

A high-energy-density and long-stable-performance zinc-air fuel cell system

作者: Pei, Pucheng; Huang, Shangwei; Chen, Dongfang; 等.

APPLIED ENERGY  卷: ‏ 241   页: ‏ 124-129   出版年: ‏ MAY 1 2019


14.

Diagnosis of water failures in proton exchange membrane fuel cell with zero-phase ohmic resistance and fixed-low-frequency impedance

作者: Ren, Peng; Pei, Pucheng; Li, Yuehua; 等.

APPLIED ENERGY  卷: ‏ 239   页: ‏ 785-792   出版年: ‏ APR 1 2019


15.

Mechanism analysis of starvation in PEMFC based on external characteristics

作者: Chen, Huicui; Xu, Sichen; Pei, Pucheng; 等.

INTERNATIONAL JOURNAL OF HYDROGEN ENERGY  卷: ‏ 44   期: ‏ 11   特刊: ‏ SI   页: ‏ 5437-5446   出版年: ‏ FEB 26 2019


16.

The reactant starvation of the proton exchange membrane fuel cells for vehicular applications: A review

作者: Chen, Huicui; Zhao, Xin; Zhang, Tong; 等.

ENERGY CONVERSION AND MANAGEMENT  卷: ‏ 182   页: ‏ 282-298   出版年: ‏ FEB 15 2019


17.

Numerical studies on wide-operating-range ejector based on anodic pressure drop characteristics in proton exchange membrane fuel cell system

作者: Pei, Pucheng; Ren, Peng; Li, Yuehua; 等.

APPLIED ENERGY  卷: ‏ 235   页: ‏ 729-738   出版年: ‏ FEB 1 2019


18.

锂离子电池自放电机理及测量方法

Self-discharge mechanism and measurement methods for lithium ion batteries

作者: 裴普成; 陈嘉瑶; 吴子尧

清华大学学报. 自然科学版  卷: ‏ 59   期: ‏ 1   页: ‏ 53-65   文献号: 1000-0054(2019)59:1<53:LLZDCZ>2.0.TX;2-8   出版年: ‏ 2019


19.

Evaluating the Gas Distribution Quality of PEMFC in Dynamic Response: Severe Condition of Delayed Gas Supply

作者: Chen, Huicui; Zhao, Xin; Qu, Bingwang; 等.

INNOVATIVE SOLUTIONS FOR ENERGY TRANSITIONS  丛书: ‏ Energy Procedia   卷: ‏ 158   页: ‏ 2290-2298   出版年: ‏ 2019


20.

质子交换膜燃料电池微孔层CFD模型研究

Study on CFD Model of Micro Porous Layer in Proton Exchange Membrane Fuel Cell

作者: 何煜祥; 陈会翠; 章桐; 等.

汽车技术  期: ‏ 1   页: ‏ 1-6   文献号: 1000-3703(2019)1<1:ZZJHMR>2.0.TX;2-6   出版年: ‏ 2019


21.

质子交换膜燃料电池阳极相对湿度对压力降影响的渐近分析

Asymptotic analysis of the effect of anode relative humidity on anode pressure drop of proton exchange membrane fuel cell

作者: 刘永峰; 白世杰; 裴普成; 等.

汽车安全与节能学报  卷: ‏ 10   期: ‏ 1   页: ‏ 95-100   文献号: 1674-8484(2019)10:1<95:>2.0.TX;2-O   出版年: ‏ 2019


22.

An evaluation method of gas distribution quality in proton exchange membrane fuel cell

作者: Chen, Huicui; Zhao, Xin; Qu, Bingwang; 等.

APPLIED ENERGY  卷: ‏ 232   页: ‏ 26-35   出版年: ‏ DEC 15 2018


23.

A method to study the intake consistency of the dual-stack polymer electrolyte membrane fuel cell system under dynamic operating conditions

作者: Chen, Huicui; He, Yuxiang; Zhang, Xinfeng; 等.

APPLIED ENERGY  卷: ‏ 231   页: ‏ 1050-1058   出版年: ‏ DEC 1 2018


24.

Guiding bubble motion of rechargeable zinc-air battery with electromagnetic force

作者: Wang, Keliang; Liu, Xiaotian; Pei, Pucheng; 等.

CHEMICAL ENGINEERING JOURNAL  卷: ‏ 352   页: ‏ 182-187   出版年: ‏ NOV 15 2018


25.

The recovery mechanism of proton exchange membrane fuel cell in micro-current operation

作者: Pei, Pucheng; Jia, Xiaoning; Xu, Huachi; 等.

APPLIED ENERGY  卷: ‏ 226   页: ‏ 1-9   出版年: ‏ SEP 15 2018


26.

Advanced rechargeable zinc-air battery with parameter optimization

作者: Wang, Keliang; Pei, Pucheng; Wang, Yichun; 等.

APPLIED ENERGY  卷: ‏ 225   页: ‏ 848-856   出版年: ‏ SEP 1 2018


27.

Approaches to avoid flooding in association with pressure drop in proton exchange membrane fuel cells

作者: Li, Yuehua; Pei, Pucheng; Wu, Ziyao; 等.

APPLIED ENERGY  卷: ‏ 224   页: ‏ 42-51   出版年: ‏ AUG 15 2018


28.

A review of durability test protocols of the proton exchange membrane fuel cells for vehicle

作者: Chen, Huicui; Song, Zhen; Zhao, Xin; 等.

APPLIED ENERGY  卷: ‏ 224   页: ‏ 289-299   出版年: ‏ AUG 15 2018


29.

A review of automotive proton exchange membrane fuel cell degradation under start-stop operating condition

作者: Zhang, Tong; Wang, Peiqi; Chen, Huicui; 等.

APPLIED ENERGY  卷: ‏ 223   页: ‏ 249-262   出版年: ‏ AUG 1 2018


30.

Asymptotic analysis of anode relative humidity effects on the fastest voltage decay single cell in a stack

作者: Liu, Yongfeng; Wang, Na; Pei, Pucheng; 等.

ENERGY  卷: ‏ 151   页: ‏ 490-500   出版年: ‏ MAY 15 2018


31.

Improved methods to measure hydrogen crossover current in proton exchange membrane fuel cell

作者: Pei, Pucheng; Wu, Ziyao; Li, Yuehua; 等.

APPLIED ENERGY  卷: ‏ 215   页: ‏ 338-347   出版年: ‏ APR 1 2018


32.

Asymptotic analysis for the inlet relative humidity effects on the performance of proton exchange membrane fuel cell

作者: Liu, Yongfeng; Fan, Lei; Pei, Pucheng; 等.

APPLIED ENERGY  卷: ‏ 213   页: ‏ 573-584   出版年: ‏ MAR 1 2018


33.

Hydrogen production from cylindrical methanol steam reforming microreactorwith porous Cu-Al fiber sintered felt

作者: Zhou, Wei; Ke, Yuzhi; Pei, Pucheng; 等.

INTERNATIONAL JOURNAL OF HYDROGEN ENERGY  卷: ‏ 43   期: ‏ 7   页: ‏ 3643-3654   出版年: ‏ FEB 15 2018


34.

Analysis of Proton Exchange Membrane Fuel Cell reactant gas dynamic response and distribution quality

作者: He, Yuxiang; Chen, Huicui; Qu, Bingwang; 等.

CLEANER ENERGY FOR CLEANER CITIES  丛书: ‏ Energy Procedia   卷: ‏ 152   页: ‏ 667-672   出版年: ‏ 2018


35.

阳极水含量对车用燃料电池性能影响

Effects of anode water content on performance of vehicle fuel cell

作者: 崔保庄; 刘永峰; 裴普成; 等.

电源技术  卷: ‏ 42   期: ‏ 9   页: ‏ 1337-1340   文献号: 1002-087X(2018)42:9<1337:YJSHLD>2.0.TX;2-7   出版年: ‏ 2018


36.

渐变孔隙率纤维载体微反应器的甲醇重整制氢性能

Performances of a methanol reforming microreactor with gradient porosity fiber support for hydrogen production

作者: 周伟; 俞炜; 裴普成; 等.

汽车安全与节能学报  卷: ‏ 9   期: ‏ 1   页: ‏ 85-92   文献号: 1674-8484(2018)9:1<85:JBKXLX>2.0.TX;2-C   出版年: ‏ 2018


37.

质子交换膜燃料电池阴极单相流压降模型及验证

Verification of a cathode pressure drop model for single phase flow in a proton exchange membrane fuel cell

作者: 李跃华; 裴普成; 吴子尧; 等.

清华大学学报. 自然科学版  卷: ‏ 58   期: ‏ 1   页: ‏ 43-49   文献号: 1000-0054(2018)58:1<43:ZZJHMR>2.0.TX;2-E   出版年: ‏ 2018


38.

Novel approach to determine cathode two-phase-flow pressure drop of proton exchange membrane fuel cell and its application on water management

作者: Li, Yuehua; Pei, Pucheng; Wu, Ziyao; 等.

APPLIED ENERGY  卷: ‏ 190   页: ‏ 713-724   出版年: ‏ MAR 15 2017


39.

Magnetic Field Improving Interfacial Behavior of the Two-Electrode System

作者: Wang, Keliang; Pei, Pucheng; Wang, Yichun

JOURNAL OF THE ELECTROCHEMICAL SOCIETY  卷: ‏ 164   期: ‏ 13   页: ‏ A3440-A3444   出版年: ‏ 2017


40.

相对湿度对燃料电池电压衰减影响的渐进分析

Asymptotic analysis of relative humidity effect on voltage decay of fuel cell

作者: 王娜; 刘永峰; 裴普成; 等.

电源技术  卷: ‏ 41   期: ‏ 8   页: ‏ 1130-1132,1135   文献号: 1002-087X(2017)41:8<1130:XDSDDR>2.0.TX;2-K   出版年: ‏ 2017


41.

N/S-Me (Fe, Co, Ni) doped hierarchical porous carbons for fuel cell oxygen reduction reaction with high catalytic activity and long-term stability

作者: Wu, Mingjie; Zhang, Enguang; Guo, Qinping; 等.

APPLIED ENERGY  卷: ‏ 175   页: ‏ 468-478   出版年: ‏ AUG 1 2016


42.

Morphology controlled La2O3/Co3O4/MnO2-CNTs hybrid nanocomposites with durable bi-functional air electrode in high-performance zinc-air energy storage

作者: Xu, Nengneng; Qiao, Jinli; Zhang, Xia; 等.

APPLIED ENERGY  卷: ‏ 175   页: ‏ 495-504   出版年: ‏ AUG 1 2016


43.

A review on water fault diagnosis of PEMFC associated with the pressure drop

作者: Pei, Pucheng; Li, Yuehua; Xu, Huachi; 等.

APPLIED ENERGY  卷: ‏ 173   页: ‏ 366-385   出版年: ‏ JUL 1 2016


44.

Magnetic field induced motion behavior of gas bubbles in liquid

作者: Wang, Keliang; Pei, Pucheng; Pei, Yu; 等.

SCIENTIFIC REPORTS  卷: ‏ 6     文献号: 21068   出版年: ‏ FEB 12 2016


45.

Influence of intake port structure on opposed piston opposed cylinder two-stroke diesel engine scavenging process

作者: Zou Yuhong; Lu Yong; Pei Pucheng; 等.

Journal of Xi'an Jiaotong University  卷: ‏ 50   期: ‏ 1   页: ‏ 47-52   出版年: ‏ 10 Jan. 2016


46.

质子交换膜燃料电池氢气渗透电流及电子电阻检测方法

Hydrogen crossover current and electronic resistance detection in a PEM fuel cell

作者: 徐华池; 裴普成; 吴子尧

清华大学学报. 自然科学版  卷: ‏ 56   期: ‏ 6   页: ‏ 587-591   文献号: 1000-0054(2016)56:6<587:ZZJHMR>2.0.TX;2-X   出版年: ‏ 2016


47.

Simulation and Experiment for Oxygen-enriched Combustion Engine Using Liquid Oxygen to Solidify CO2

作者: Liu Yongfeng; Jia Xiaoshe; Pei Pucheng; 等.

CHINESE JOURNAL OF MECHANICAL ENGINEERING  卷: ‏ 29   期: ‏ 1   页: ‏ 188-194   出版年: ‏ JAN 2016


48.

Growth of oxygen bubbles during recharge process in zinc-air battery

作者: Wang, Keliang; Pei, Pucheng; Ma, Ze; 等.

JOURNAL OF POWER SOURCES  卷: ‏ 296   页: ‏ 40-45   出版年: ‏ NOV 20 2015


49.

Lifetime prediction and the economic lifetime of Proton Exchange Membrane fuel cells

作者: Chen, Huicui; Pei, Pucheng; Song, Mancun

APPLIED ENERGY  卷: ‏ 142   页: ‏ 154-163   出版年: ‏ MAR 15 2015


50.

Experimental studies of wettability control on cylindrical surfaces by elliptical vibration texturing

作者: Lu, Yong; Guo, Ping; Pei, Pucheng; 等.

INTERNATIONAL JOURNAL OF ADVANCED MANUFACTURING TECHNOLOGY  卷: ‏ 76   期: ‏ 9-12   页: ‏ 1807-1817   出版年: ‏ FEB 2015


51.

Degradation characteristics of air cathode in zinc air fuel cells

作者: Ma, Ze; Pei, Pucheng; Wang, Keliang; 等.

JOURNAL OF POWER SOURCES  卷: ‏ 274   页: ‏ 56-64   出版年: ‏ JAN 15 2015


52.

Dendrite growth in the recharging process of zinc-air batteries

作者: Wang, Keliang; Pei, Pucheng; Ma, Ze; 等.

JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY A  卷: ‏ 3   期: ‏ 45   页: ‏ 22648-22655   出版年: ‏2015


53.

车用质子交换膜燃料电池经济寿命的研究

A Study on the Economical Lifetime of the Proton Exchange Membrane Fuel Cells for Vehicles

作者: 陈会翠; 裴普成

Automotive Engineering  卷: ‏ 37   期: ‏ 9   页: ‏ 998-1004   文献号: 1000-680X(2015)37:9<998:CYZZJH>2.0.TX;2-G   出版年: ‏ 2015


54.

PEMFC氢泵活化法和恒电流充电解析法测量分析

Hydrogen pumping activation and galvanostatic charge measurement for PEMFC

作者: 宋满存; 裴普成; 徐华池; 等.

Chinese Journal of Power Sources  卷: ‏ 39   期: ‏ 4   页: ‏ 753-755   文献号: 1002-087X(2015)39:4<753:PQBHHF>2.0.TX;2-F   出版年: ‏ 2015


55.

四缸五冲程内燃机的性能预测

Performance Evaluation of 4-Cylinder 5-Stroke Internal Combustion Engine

作者: 卢勇; 裴普成

Chinese Internal Combustion Engine Engineering  卷: ‏ 36   期: ‏ 2   页: ‏ 18-24   文献号: 1000-0925(2015)36:2<18:SGWCCN>2.0.TX;2-D   出版年: ‏ 2015