燃料电池主要分为六大子系统,其中燃料电池堆是整个系统的电化学反应场所,其他子系统相互协调确保为电堆电化学反应能够正常、高效、可靠的工作。1.电堆,电堆作为氢燃料电池发动机的关键部件,氢气与氧气发生化学反应产生电能的场所。电堆由双极板和膜电极两大部分组成,催化剂、质子交换膜和碳布/碳纸构成了膜电极。2.氢气供给循环系统。氢气供给循环系统是由减压阀、电磁阀和氢气回流泵、氢气浓度传感器及管路组成。来自气瓶中的高压氢气经过减压阀使得氢气压力降低,通过电磁阀控制氢气进入电堆,氢气回流泵将电堆反应后剩余的氢气回收重新输入电堆中,提高氢气能源利用率。氢气可以在遥远的未来成为全球能源的主要组成部分。西藏燃料电池整车动力系统功能
截至2020年底,全球氢燃料电池汽车保有量为32535辆,同比增长38%,韩国保有量达10906辆,位居全球一,美国为8931辆,我国氢燃料电池汽车保有量为7352辆排第三。燃料电池汽车关键关键部件或材料主要包括发动机、电堆和膜电极。从成本上看,燃料电池电堆约占燃料电池发动机的55%,而膜电极约占燃料电池电堆的65%。2020年,燃料电池商用车价格约为200万/辆,随着燃料电池系统生产规模化与燃料电池电堆关键零部件国产化,预计燃料电池汽车销售价格将以每年10%的幅度下降。燃料电池发动机系统:氢燃料电池汽车的关键为燃料电池发动机系统,关系着整车运行的安全性,对燃料电池汽车是否具备成熟、可靠的性能表现具有重要影响。南通燃料电池发动机系统解决方案氢气车的运行成本相对较低,更适合长途出行和物流配送等领域的应用。
车用燃料电池具有效率高、启动快、环保性好、响应速度快等优点,是取代汽车内燃机的理想解决方案。燃料电池汽车的较大优点是清洁、无污染,在全球环境保护问题日益突出的现在,燃料电池汽车作为环保型汽车越来越受到人们的重视。为提高燃料电池发动机系统的可靠性,需要对发动机的各系统状态进行实时监控,记录试验数据,分析其运行特性,为发动机控制策略的不断改进提供依据,同时对整车性能进行评估。因此,燃料电池发动机监控系统的开发具有很重要的现实意义。 本系统由软件和硬件两部分组成,如图1所示。它以高性能的dsp为关键,开发出控制燃料电池发动机的嵌入式控制器。
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。氢气发电和热能利用可以大幅降低能源消耗和环境污染。
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。氢气在绿色制造领域的应用也有着普遍的发展前景。深圳氢能技术服务多少钱
制氢技术的发展可以解决氢能技术的经济性和可持续性问题。西藏燃料电池整车动力系统功能
氢燃料电池发动机是由电堆、氢气供给循环系统、空气供给系统、水热管理系统、电控系统和数据采集系统六大组成部分。氢燃料电池:一种将外部供应的燃料与氧化剂中的化学能通过电化学反应直接转变为电能、热能、和其他反应产物的发电装置。外部供应的燃料为氢气,氧化剂为氧气,如无特别说明,所述氢燃料电池或燃料电池均指质子交换膜氢燃料电池,即一种以全氟磺酸型固体聚合物为电解质的氢燃料电池。燃料电池发动机系统:燃料电池汽车中的储氢发电复合系统,由电堆、空气供给系统、氢气供给系统、冷却系统、控制系统、车载储氢系统、DC/DC等一系列部件构成。西藏燃料电池整车动力系统功能