广州燃料电池发动机系统标准

时间:2023年11月16日 来源:

燃料电池系统需要加湿反应气体,对于采用质子交换膜的燃料电池系统而言,气体反应物的相对湿度对膜的性能的影响是至关重要的。膜传输质子时需要质子以水合离子的形式存在,而干燥的膜不具备传导质子的能力。因此,对反应气体进行加湿以保证质子交换膜的湿润,是增加质子交换膜的质子传导能力不可缺少的方法。增加反应气体的相对湿度会提高质子交换膜的电导率,降低膜电阻,从而提高燃料电池系统的输出性能;但相对湿度过高也容易导致燃料电池堆内部发生水淹,从而影响其性能。现在燃料电池堆采用的加湿技术主要分为内部加湿、自加湿和外部加湿三种。内部加湿是利用燃料电池反应生成的水和水在质子交换膜内的传递特性,实现膜的自增湿;自加湿法是将催化铂金微粒子加入质子交换膜中,在燃料电池发电时,依靠膜内自动生成的水来增湿;外部加湿是在燃料电池之外加上一个部件,使水蒸气和反应气体同时进入电池组中。氢能技术的发展需要解决生产成本高、储存和运输成本高等问题。广州燃料电池发动机系统标准

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氢燃料电池车,就是使氢或含氢物质与空气中的氧在燃料电池中反应产生电力推动电动机,由电动机驱动的车辆。氢燃料电池车通过化学作用发电产生电能,更像是一个“发电厂”。氢燃料电池车是以氢燃料电池产生的电能为电动机供电,以电动机做的功作为动力的。燃料电池工作电压迅速升高时,碳载体表面的铂催化剂会发生溶解,当工作电压降低时铂催化剂又会沉积下来,反复的电压波动带来催化剂的团聚,造成燃料电池催化剂活性表面积的下降,从而造成性能的下降。希望燃料电池的工作状态是在较高效率点附近。如下图所示,我们从氢气发电效率的角度看,希望至少是在40%以上的区域去利用,否则发电效率低。淮安燃料电池发动机系统供应商氢气制备的成本和能源消耗是氢能技术普及和推广的重点。

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电堆性能低温性能:一方面,在低温环境下燃料电池性能将大幅下降。另一方面,燃料电池在反应过程中依赖水,同时反应也能生成水,在低温环境下若水冻结,则体积膨胀后可能会损伤膜电极组件。因此需要克服低温冷启动问题。续航能力:对于燃料电池汽车来说续航能力的多少意味着携带氢气有多少。一般情况下1kg氢气约产生18Kwh的电,一辆B级车百公里耗电也约为18kwh。若要实现600km的续航则需要6kg的氢气(1000L氢为89.2g),折合约67200 L。常见的储氢瓶一般能承受35MPa,因此则需要192 L的空间。普通汽车的油箱大小一般在35L~70L。可见若无法增大储氢瓶的气压,在不占用车内空间的情况下,续航能力将明显下降。因此将储氢瓶提升至了70MPa。燃料电池产业有着很长的产业链,对材料、工艺、集成技术的基础要求非常高,同时需要成熟的部件,如空压机、增湿器、DCDC、传感器作为配套。可以说燃料电池产业需要通过健壮工业体系来推动,而从目前的情况来依然还有很长的路要走。

从理论上讲,纯电动车具有更高的能源效率,但是过大的电池重量降低了这种优势,特别是对于长途运输用的重型车辆。纯电动车必须为每多行驶一英里增加更多的电池容量,从而给车辆增加额外的重量 。比如在特斯拉的电动重卡模型中,预计其电池重量可以达到4.5吨。而燃料电池车就没有这样的问题,因为其所携带的氢气质量远小于同等能量所需的电池质量。这是因为氢具有更高的比能 — 大约120MJ/kg,而电池的比能是5MJ/kg。除了动力系统,车辆的其他部件基本上是相同的。车辆底盘包括传动、转向、制动和行驶系统。车辆电子系统主要由底盘控制系统,安全系统和车辆电子产品,比如信息娱乐/通信,高级驾驶辅助系统(“ADAS”)以及传感器等构成。之后,车身包括车身主体、座椅和内饰。使用氢气代替传统能源可以降低气候变化的影响。

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现有的燃料电池发动机的供气系统是由空压机实现进气压力和进气流量的控制的。供气系统具体依靠空压机或者鼓风机将空气吹进燃料电池发动机的各个电堆中,与供给的氢气进行电化学反应,生成电能和水。氢气来自于高压的氢气罐,经过两次减压之后依然持有一定压力从而顺利进入各个电堆,而空气需要经过空压机的鼓吹才能使得空气附带一定压力而进入各个电堆。空压机需要根据需求功率的变化来调节压缩量,保证电化学反应的均衡性。现有技术存在以下缺陷:这种方式首先需要空压机根据需求功率的变化不断变化工作模式,使得控制趋于复杂,并且空压机的寿命降低,同时会产生较大的噪音,降低车辆舒适性;其次很难保证各个电堆进气压力和进气量的一致性,不利于电化学反应过程的稳定进行,进而造成各电堆的功率不一致;另外,空压机针对变功率的调节较慢,使得发动机的功率响应较慢,进而制约燃料电池发动机全功率覆盖的发展。氢气燃料电池技术是一种可持续的能源发展方向。广州燃料电池发动机系统标准

氢燃料电池汽车是一种无排放的交通工具,具有提高运行效率、降低运行成本的优势。广州燃料电池发动机系统标准

燃料电池电动汽车动力系统的结构组成:燃料电池电动汽车FCEV与其他电动汽车的根本区别,在于所用的动力源是以燃料电池为主的,而电动机驱动、传动机构及汽车所需的各种辅助功能等与其他电动汽车基本相同。纯燃料电池车只有燃料电池一个动力源,汽车的所有功率附和都有燃料电池承担。目前燃料电池汽车多采用混合驱动形式,在燃料电池的基础上,增加了一组电池或超级电容作为另一个动力源。主要结构有:能量控制单元,空气压缩机,燃料电池堆,高压储氢瓶,动力电池组,电动机。高压储氢瓶提供燃料,动力电池组提供而外的功率,让车加速、爬坡和高速运行。在车辆滑行时,能量控制单元将驱动电机变为发电机,从而将部分汽车动能变为电能给动力电池充电。也就是说采用混合动力形式后,不只可以采用功率较小的电池系统,还可以实现制动能回收。还可以是燃料电池系统的运行工况相对比较稳定,有利提高燃料电池系统效率和寿命。广州燃料电池发动机系统标准

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