深圳燃料電池整車動(dòng)力系統(tǒng)怎么樣

來源: 發(fā)布時(shí)間:2023-05-19

燃料電池系統(tǒng)的主要研究熱點(diǎn)包括:使用輕質(zhì)材料,優(yōu)化設(shè)計(jì),提高燃料電池系統(tǒng)的比功率;提高PEMFC系統(tǒng)快速冷啟動(dòng)能力和動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能;研究具有負(fù)荷跟隨能力的燃料處理器;對(duì)電池或超級(jí)電容、氫氣存儲(chǔ)進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì),提高系統(tǒng)的效率和調(diào)峰能力,回收制動(dòng)能量等。 燃料電池系統(tǒng)除燃料電池本體(發(fā)電系統(tǒng))外,還有一些周圍裝置,包括燃料重整供應(yīng)系統(tǒng)、氧氣供應(yīng)系統(tǒng)、水管理系統(tǒng)、熱管理系統(tǒng)、直流-交流逆變系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、安全系統(tǒng)等。燃料重整供應(yīng)系統(tǒng),作用是將外部供給的燃料轉(zhuǎn)化為以氫為主要成分的燃料。如果直接以氫氣為燃料,供應(yīng)系統(tǒng)可能比較簡單。若使用天然氣等氣體碳?xì)浠衔锘蛘呤?、甲醇等液體燃料,需要通過水蒸氣重整等方法對(duì)燃料進(jìn)行重整。而用煤炭作燃料時(shí),則要先轉(zhuǎn)換為以氫和一氧化碳為主要成分的氣體燃料。用于實(shí)現(xiàn)這些轉(zhuǎn)換的反應(yīng)裝置分別稱為重整器、煤氣化爐等。氫氣可以用于發(fā)電、制熱、制冷、發(fā)動(dòng)機(jī)等領(lǐng)域。深圳燃料電池整車動(dòng)力系統(tǒng)怎么樣

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燃料電池車提供了與傳統(tǒng)燃油車類似的加油體驗(yàn) — 不需要充電站基礎(chǔ)設(shè)施,而這種充電站基礎(chǔ)設(shè)施在住宅區(qū)和高速公路沿線是很難實(shí)現(xiàn)的。純電動(dòng)車及其充電站基礎(chǔ)設(shè)施的全方面商業(yè)化將對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)產(chǎn)生影響。英國國家電網(wǎng)預(yù)測,到2050年,電動(dòng)車的電力需求將在45太瓦時(shí)左右,約占全國電力需求的10%。不同類別的燃料電池車已經(jīng)開始逐步進(jìn)入了原型設(shè)計(jì)和生產(chǎn)階段,經(jīng)過相關(guān)單位和業(yè)內(nèi)人士多年的努力,現(xiàn)在幾乎所有車輛類型都有燃料電池車的產(chǎn)品或原型。對(duì)于乘用車而言,燃料電池車已經(jīng)可以進(jìn)行商業(yè)化應(yīng)用了,但由于加氫基礎(chǔ)設(shè)施有限,且購置成本高,因而當(dāng)前使用率仍較低。在商用車領(lǐng)域,叉車、公交車、輕型和中型卡車一直處于燃料電池商用車應(yīng)用的前沿。連云港氫能技術(shù)服務(wù)排行榜發(fā)展氫能技術(shù)可以促進(jìn)能源的多元化,增強(qiáng)國家的能源安全。

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燃料電池系統(tǒng)需要加濕反應(yīng)氣體,對(duì)于采用質(zhì)子交換膜的燃料電池系統(tǒng)而言,氣體反應(yīng)物的相對(duì)濕度對(duì)膜的性能的影響是至關(guān)重要的。膜傳輸質(zhì)子時(shí)需要質(zhì)子以水合離子的形式存在,而干燥的膜不具備傳導(dǎo)質(zhì)子的能力。因此,對(duì)反應(yīng)氣體進(jìn)行加濕以保證質(zhì)子交換膜的濕潤,是增加質(zhì)子交換膜的質(zhì)子傳導(dǎo)能力不可缺少的方法。增加反應(yīng)氣體的相對(duì)濕度會(huì)提高質(zhì)子交換膜的電導(dǎo)率,降低膜電阻,從而提高燃料電池系統(tǒng)的輸出性能;但相對(duì)濕度過高也容易導(dǎo)致燃料電池堆內(nèi)部發(fā)生水淹,從而影響其性能?,F(xiàn)在燃料電池堆采用的加濕技術(shù)主要分為內(nèi)部加濕、自加濕和外部加濕三種。內(nèi)部加濕是利用燃料電池反應(yīng)生成的水和水在質(zhì)子交換膜內(nèi)的傳遞特性,實(shí)現(xiàn)膜的自增濕;自加濕法是將催化鉑金微粒子加入質(zhì)子交換膜中,在燃料電池發(fā)電時(shí),依靠膜內(nèi)自動(dòng)生成的水來增濕;外部加濕是在燃料電池之外加上一個(gè)部件,使水蒸氣和反應(yīng)氣體同時(shí)進(jìn)入電池組中。

氧氣供給系統(tǒng),作用是提供反應(yīng)所需的氧,可以是純氧,也可以用空氣。氧氣供給系統(tǒng)可以用馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的送風(fēng)機(jī)或者空氣壓縮機(jī),也可以用回收排出余氣的透平機(jī)或壓縮機(jī)的加壓裝置。水管理系統(tǒng),可以將陰極生成的水及時(shí)帶走,以免造成燃料電池失效。對(duì)于質(zhì)子交換膜燃料電池,質(zhì)子是以水合離子狀態(tài)進(jìn)行傳導(dǎo)的,需要有水參與,而且水少了還會(huì)影響電解質(zhì)膜的質(zhì)子傳導(dǎo)特性,進(jìn)而影響電池的性能。熱管理系統(tǒng),作用是將電池產(chǎn)生的熱量帶走,避免因溫度過高而燒壞電解質(zhì)膜。燃料電池是有工作溫度限制的。外電路接通形成電流時(shí),燃料電池會(huì)因內(nèi)電阻上的功率損耗而發(fā)熱(發(fā)熱量與輸出的發(fā)電量大體相當(dāng))。熱管理系統(tǒng)中還包括泵(或風(fēng)機(jī))、流量計(jì)、閥門等部件。常用的傳熱介質(zhì)是水和空氣。氫氣儲(chǔ)存技術(shù)的發(fā)展可以解決氫能技術(shù)的可持續(xù)性和經(jīng)濟(jì)性問題。

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燃料電池汽車的結(jié)構(gòu)有多種形式,按照驅(qū)動(dòng)形式,其可分為純?nèi)剂想姵仳?qū)動(dòng)和混合驅(qū)動(dòng)兩種形式。目前燃料電池電動(dòng)汽車絕大多數(shù)采用的是混合式燃料電池驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),即以燃料電池系統(tǒng)作為主動(dòng)力源,又增加了蓄電池組或超級(jí)電容作為輔助動(dòng)力源。燃料電池可以只滿足持續(xù)功率需求,借助輔助動(dòng)力源提供加速、爬坡等所需的峰值功率,而且在制動(dòng)時(shí)可以將回饋的能量存儲(chǔ)在輔助動(dòng)力源中。燃料電池電動(dòng)汽車的動(dòng)力系統(tǒng)由燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)(發(fā)電系統(tǒng))、輔助動(dòng)力源、DC/DC變換器、DC/AC逆變器和驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)以及各相應(yīng)的控制器,再加上機(jī)械傳動(dòng)與車輛行駛機(jī)構(gòu)等組成 。燃料電池發(fā)電技術(shù)可以增加發(fā)電能源的綠色部分,降低環(huán)境污染。連云港氫能技術(shù)服務(wù)排行榜

制氫技術(shù)的發(fā)展可以解決氫能技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性和可持續(xù)性問題。深圳燃料電池整車動(dòng)力系統(tǒng)怎么樣

為保證燃料電池穩(wěn)定高效運(yùn)行,同時(shí)提高氫氣利用率,通常采用氫氣循環(huán)的方法,即氫氣把電堆內(nèi)部生成的水帶出后,經(jīng)水氣分離裝置將液態(tài)水分離,再將氫氣循環(huán)送回到電堆陽極重復(fù)使用,同時(shí)對(duì)新鮮氫氣進(jìn)行加濕。傳統(tǒng)循環(huán)泵在涉氫涉水環(huán)境下,易發(fā)生“氫脆”,氫循環(huán)泵在結(jié)構(gòu)和材料的設(shè)計(jì)上不同于傳統(tǒng)循環(huán)泵,技術(shù)難度要高很多,氫循環(huán)泵需要具備密封設(shè)計(jì)好(氫氣容易泄露)、耐水性強(qiáng)(經(jīng)過電堆反應(yīng)后剩余的氫氣帶有少量水蒸氣)、流量大(適應(yīng)大功率電堆)、壓力輸出穩(wěn)定(低壓轉(zhuǎn)為高壓)、無油(保證氫氣純度)等特點(diǎn)。氫循環(huán)泵難度較大,目前國內(nèi)產(chǎn)品處于研發(fā)驗(yàn)證階段,尚不成熟,國內(nèi)系統(tǒng)企業(yè)主要是進(jìn)口德國普旭氫循環(huán)泵,普旭在中國市占率達(dá)到90% 。深圳燃料電池整車動(dòng)力系統(tǒng)怎么樣

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