福建燃料电池整车动力系统开发

电堆成本&使用成本之前普遍认为膜电极上催化剂铂（Pt）价格过高是制约成本下降的因素，但目前铂的负载量从10mg/cm2降到了0.02mg/cm2，降低了近200倍，和传统车用的三元催化剂的含量差不多。尽管如此，电堆成本依然在1.5~2万/kw这个数量级。一辆B级车若采用30kw的燃料电池系统，则只是发动机需要约50万元。在使用成本方面，目前在美国1kg氢气约70RMB，在日本约55RMB，国内约40RMB。根据上面计算的车辆百公里消耗1kg氢气计算，每公里差不多是0.4元，和汽油车差不多在同一个数量级。和采用锂电池的BEV的0.1元/公里相比还是有差距。4.基础设施。氢气在制备、储存、运输和利用等方面都存在技术难题。福建燃料电池整车动力系统开发

氢燃料电池发动机是一种将氢气和氧气通过电化学反应直接转化为电能的发电装置，主要由燃料电池电堆、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等组成。氢燃料电池发动机工作过程中不涉及燃烧，无机械损耗，能量转化率高，产物只为电、热和水，被称为“环保发动机”。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。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。湖南氢能源实训室建设费用氢气在工业和交通等领域的应用将推动氢能技术的发展。

在应用前景方面，我国节能与新能源汽车产业规划提出：至2020年氢燃料电池汽车应用规模超过2万辆，2025年达到10万辆，2030年达到100万辆。据《中国氢能源及燃料电池产业白皮书》统计，全国22个地区有60多项氢能开发政策。预计到2050年，氢能将至少占领10%在中国终端能源系统，其中氢燃料电池商用车到2050年将达到160万辆，市场份额将接近37%，氢燃料电池乘用车到2050年市场份额将超过14%。这一系列的预测表明，氢燃料电池汽车的应用前景十分广阔。氢燃料电池客车将成为真正意义上的高效、清洁汽车，这是减少碳排放、节约化石燃料应用的重要手段，氢燃料电池的应用将有效改善人类生活空气质量，对环境保护及经济的可持续发展有重要意义。

作为能量转换装置的氢燃料电池根据电化学原理将储存在氢气和氧气中的化学能直接转化为电能。因此，其实际过程是氧化还原反应。氢燃料电池主要由4部分组成，即阴极、阳极、外部负载和电解质。氢气和氧气分别通过氢燃料电池的阳极流道和阴极流道进入电池内部，经过气体扩散后到达电极催化层。氢气在阳极上失去电子，电子通过外部负载流到阴极与氧气结合生成离子。氢燃料电池发动机系统组成：氢燃料电池系统由电堆、空气供给系统、氢气供给系统、水热管理系统、电控系统组成。氢燃料电池的集成设计目标是将氢燃料电池零部件按照工作原理及设计要求，布置在氢燃料电池电堆周边合理的位置，通过支架、硅胶管和壳体机械结构将各个子系统零部件合理的连接起来，组成一个刚性整体，之后完成氢燃料电池发动机的集成。氢气作为一种高效清洁的能源形式，可以促进全球能源变革。

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。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。福建燃料电池整车动力系统开发

使用氢能技术可以减少大气污染，改善环境状况，促进可持续发展。福建燃料电池整车动力系统开发

电子控制子系统也叫自动控制系统(automatic control system)，包含传感器、执行器阀、开关、控制逻辑部件等总成,保证空气子系统、氢气子系统及水热管理子系统的各部件能够协调、高效地工作，使其可以发挥出较大效能。空气供应子系统的作用是将具有一定压力、流量以及湿度的空气供应给燃料电池堆。通常空气供给系统包括过滤装置、空压机、加湿器、调节阀等。其中地面应用的燃料电池一般采用空气作为氧化剂,而航空和潜艇等特殊场所则采用纯氧。空气经过过滤装置(过滤掉空气中的油滴、灰尘、水滴等杂质)、空气流量计、空压机(增加空气进堆压力)、加湿器(增加空气进堆湿度)调节阀(调节空气流量)等进入反应堆。福建燃料电池整车动力系统开发

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