河南氢能源实训室建设标准

氢燃料电池（电动）汽车的关键所在和奥秘之处，在于它的动力来源—氢燃料电池近乎完美和非常理想的工作原理与机制，它名义上叫“电池”，而实质上是一种基于化学原理，将作为“燃料”（并没燃烧）的氢气和空气中的氧化剂反应生成化学能转换为电能的发电装置—氢气发电机。燃料电池早期主要应用于航天和目的，后来，鉴于其巨大的潜在优势和应对日趋严重的交通环境污染，人们有研究将它应用于汽车动力装置，经过这数十年科学家和科技人员扎扎实实的埋头探索和反诉试验研究，如今，世界上氢燃料电池汽车的技术进步飞快，成果明显，有效超出了许多人的预想，已经展现出光明的发展前景。在电动汽车依旧烧车的关键技术障碍久攻不下的困扰下，氢燃料电池汽车的确给人们来带一种“眼前一亮”的感觉。氢能技术的发展不只需要技术创新，还要考虑政策法规和市场环境等因素。河南氢能源实训室建设标准

燃料电池发动机系统高压电安全非常重要,除了系统设计安装时对电气间隙和爬电距离设置安全距离外,还涉及燃料电池堆内部冷却液的导电性(电导率),燃料电池发动机系统在运行过程中会析出离子增加冷却液的导电性,降低整个系统的安全性｡因此需要实时监控燃料电池发动机系统的绝缘性｡当前国家标准对燃料电池发动机系统的绝缘要求为≥100Ω/V(GB/T25319-2010)。根国家标准对燃料电池发动机系统绝缘电阻值的安全要求,在设计时可以在绝缘电阻检测系统中设置两级报警(400V平台为例):一级报警为绝缘电阻≤100k,二级报警为绝缘电阻≤50k｡当发生一级报警时,上报故障;当发生二级报警时,强行切断高压电并上报故障｡河北氢能源实训室建设企业氢能技术具有高能量密度、能源传输效率高、无污染等优点。

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。

燃料电池系统指用于车辆、游艇、航空航天及水下动力设备等作为驱动动力电源或辅助动力,通过电化学反应过程将反应物(燃料和氧化剂)的化学能转化为电能和热能的系统。燃料电池系统原理如图3-1所示,整个燃料电池系统由燃料电池堆、空气供应子系统、氢气供应子系统、水热管理子系统、控制子系统组成。燃料电池堆是整个系统电化学反应的场所,其他子系统主要是相互协调确保燃料电池堆的电化学反应能够正常、高效可靠地工作。燃料电池堆由多个单体电池、隔板、冷却板、进气歧管等构成,是把富氢气体和空气进行电化学反应生成直流电,并同时产生热、水等其他副产物的总成。燃料电池堆由多个单体电池以串联方式层叠组合而成。将双极板与膜电极三合一组件 (MEA)交替叠合,各单体之间嵌入密封件,经前、后端板压紧后用螺杆紧固拴牢,即构成质子交换膜燃料电池堆。氢气在燃料电池等领域的应用将推动氢能技术的发展。

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以及各相应的控制器，再加上机械传动与车辆行驶机构等组成 。1.燃料电池发电机----（当燃料电池系统用于给车辆做动力源时的称呼）燃料电池发动机辅助系统包括氢气供应系统、空气供应系统、循环水系统(水热平衡系统)和控制系统。将其分成四个辅助子系统。（1）氢气供应子系统（2）空气供应子系统（3）循环水子系统（4）控制系统2.燃料电池发电机市场化所面临的问题（安全性、稳定性）。一：燃料电池电堆制造水平。第二：辅助设备制造水平与匹配技术。第三：系统控制。氢能技术可以通过利用太阳能、废弃物、风能等，产生无污染的氢气能源。河北氢能源实训室建设企业

随着氢能技术的快速发展，其在未来的应用领域及市场前景将会越来越普遍。河南氢能源实训室建设标准

燃料电池汽车结构组成，燃料电池汽车和电动汽车较相似，主要的不同在于用燃料电池发动机代替动力电池组，附加供氢系统、动力系统、氢安全系统。各汽车生产广家研发的燃料电池汽车在结构上大体相同。燃料电池FC)堆叠是将氢气和氧气的化学能直接转换成电能的发电装置。向负极(阳极)供给氢气，向正极(阴极)供给空气(氧)，产生与电解相反的电力。FC 堆叠包括称为单元的数百个堆叠组件。堆叠中单体电池的电压小于 1V，因此通过串联数百个堆叠来增加电压。FC 升压转换器是用于在较高电压(大约 650V)下升高由燃料电池产生的电力的装置。河南氢能源实训室建设标准

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