西藏燃料电池发动机系统方案

燃料电池发动机主要部件包括电堆、发动机控制器、氢气供给系统、空气供给系统等。燃料电池电堆是发动机系统的关键部件，是燃料电池发动机的动力来源，对燃料电池发动机的关键性能和成本具有较大的影响。电堆的主要材料包括膜电极、双极板、端板等，其中膜电极是燃料电池电堆的关键部件，对电堆的性能、寿命和成本具有关键影响，膜电极又可以分为催化剂、扩散层、质子交换膜等。随着终端领域的推广，电堆产业发展快速。膜电极、双极板、质子交换膜虽然生产规模较小，但已有国产化能力。从国市场格局来看，行业目前属于寡头竞争，CR5占比50%。氢能技术的未来发展将面临来自传统燃料和其他替代能源的竞争。西藏燃料电池发动机系统方案

燃料电池发动机在额定功率输出时,净输出功率与进入燃料电池堆的燃料热值(低热值)之比?该指标为较常用的衡量经济性的指标。燃料电池发动机在怠速状态下单位时间的氢消耗量,单位为g/s?燃料电池汽车工况复杂多变,而怠速是汽车经常遇见的情况。尽管在混合动力系统中,燃料电池系统怠速与车辆的怠速并不同时出现,而且通过优化系统配置和控制策略可以大幅减少怠速时间,但是怠速工况仍然会出现。有效氢利用率是燃料电池发动机在正常工作条件下,由燃料电池堆通过电化学反应转换为水的氢气占总共所加注氢气的质量百分比。有效氢利用率通常小于100%,主要是由于阳极排放造成的?提高有效氢利用率,不但有利于提高燃料经济性,而且也有助于减少排氢。盐城氢能源实训室建设费用氢气燃料综合成本高，提高能源效率可以促进成本下降。

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。

目前国内燃料电池系统的使用寿命一般在3000~5000小时左右，国外技术较为公司的产品可达10000小时左右。导致电堆寿命衰减主要由电堆老化、辅助系统因素、环境因素等方面引起。希望提升燃料电池整体寿命是一项系统工程。电堆老化包括：质子交换膜衰退、催化剂层衰退、碳基腐蚀、双极板退化等。辅助系统因素包括：空气压缩机滤油能力不佳、增湿器加湿能力不佳、热管理能力不佳等。环境因素包括：工作温度、气压条件、运行工况等。例如：燃料电池的输出功率主要由燃料供给速率决定，也就是氢气和氧气的供给能力。氢气由于存储于高压瓶内，本身处于高压状态，故可以实现高的供给效率，而空气需要由空气压缩机压缩加压再输入，在燃料电池的全生命周期里进风量可达50万m³以上，若空压机不具备良好的滤油能力，长期使用将有大量杂质损伤膜电极组件(MEA)。氢气在制备、储存、运输和利用等方面都存在技术难题。

燃料电池电动汽车的动力系统由燃料电池发动机（发电系统）、辅助动力源、DC／DC变换器、DC／AC逆变器和驱动电动机及各相应的控制器，机械传动与车辆行驶机构等组成。燃料电池的反应机理是将燃料中的化学能不经过燃烧直接转化为电能，即通过电化学反应将化学能转化为电能，实际上就是电解水的逆过程，通过氢氧的化学反应生成水并释放电能。电化学反应所需的还原剂一般采用氢气，氧化剂则采用氧气，因此较早开发的燃料电池电动汽车多是直接采用氢燃料，氢气的储存可采用液化氢、压缩氢气或金属氢化物储氢等形式。燃料电池的反应不经过热机过程，因此其能量转换效率不受卡诺循环的限制，能量转化效率高；它的排放主要是水非常清洁，不产生任何有害物质。因此，燃料电池技术的研究和开发备受各国相关单位与大公司的重视，被认为是21世纪的洁净、高效的发电技术之一。中国已经提出了发展氢能产业的倡议，积极推动氢能技术的应用和推广。湖南氢能源实训室建设厂

氢气发电和热能利用可以大幅降低能源消耗和环境污染。西藏燃料电池发动机系统方案

功率品质是指燃料电池发动机在工作过程中平稳输出电功率的性能,反映了燃料电池发动机输出功率的品质｡特别要求燃料电池发动机输出电压应保持一定的平稳性,以利于直流变换器及其他高压电器工作｡其主要指标包括:电压范围､额定功率下电压波动带宽､过载工况下电压下降百分比等｡燃料电池发动机在全工况下的电压范围,单位为Ⅴ｡全工况电压范围包括了从燃料电池发动机的开路电压到较大电流密度下的电压,反映了燃料电池发动机的功率品质｡燃料电池发动机在额定功率输出时电压波动的带宽(幅度),单位为Ⅴ｡该指标反映了燃料电池发动机平稳输出额定功率的能力｡西藏燃料电池发动机系统方案