浙江燃料电池发动机系统开发

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。氢能技术的市场规模正在逐渐扩大，预计在未来几年内将迎来快速发展。浙江燃料电池发动机系统开发

燃料电池发动机，将氢和氧经过电化学反应将化学能转变成电能的发动机系统。一般包括燃料电池堆、气体输配和回收系统、散热和加湿系统、监测和控制系统、氢气安全系统、辅助电源、电能输出系统。可用于车辆、航空航天和水下等装置的驱动动力电源和辅助动力。燃料电池系统是指以燃料电池为关键，和燃料供给与循环系统、氧化剂供给系统、水/热管理系统、控制系统等组成的发电系统。单独的燃料电池电堆不能用于发电，它必须和燃料供给与循环系统、氧化剂供给系统、水/热管理系统、控制系统等组成燃料电池发电系统，才能对外输出功率。浙江燃料电池发动机系统开发氢气储存技术的发展可以解决氢能技术的可持续性和经济性问题。

氢燃料电池系统是燃料电池汽车的“关键”，是一种将氢气与氧气通过电化学反应产生电能的零污染环保能量转化装置，其过程不涉及燃烧，无机械损耗，能量转换率高，产物只为电、水和热，零污染，低噪音。 该系统包括燃料供应子系统、空气供应子系统、水热管理子系统及监测与控制子系统等，主要系统部件包括：空气压缩机、增湿器、氢气循环泵/引射器、冷却散热器、系统控制器、单片巡检仪等。根据氢燃料电池系统输入输出要求以及系统设备特征，该系列燃料电池发动机系统实现了系统结构创新设计，完成了系统高度集成和较佳优化匹配。各项性能指标达到国内水平，并已通过国家检测中心的强制检测，已开展实际装车应用。适用于中重型卡车、城市和公路客车、特种车、乘用车等各类车型及各类船舶、农用机械、工程设备等领域。

考虑到燃料电池发动机自身的特点结合常用的可靠性评价指标,选定平均初次故障时间､平均故障间隔时间和平均修复时间三个指标｡（1）、平均初次故障时间，燃料电池发动机在初次故障前所运行的时间的平均值,单位为h｡（2）、平均故障间隔时间，燃料电池发动机发生相邻两次故障之间所运行时间的平均值,单位为h。（3）、平均修复时间，燃料电池发动机修复故障所用时间的平均值,单位为h｡质子交换膜燃料在平稳工作时寿命可以高达到100000h,但是在汽车应用中,往往无法达到上述期望值｡燃料电池汽车耐久性主要受燃料电池性能衰退和寿命极限影响｡燃料电池发动机寿命,以额定功率输出衰减到原来的90%的工作时间来评价,单位为h｡氢气在绿色制造领域的应用也有着普遍的发展前景。

电堆性能低温性能：一方面，在低温环境下燃料电池性能将大幅下降。另一方面，燃料电池在反应过程中依赖水，同时反应也能生成水，在低温环境下若水冻结，则体积膨胀后可能会损伤膜电极组件。因此需要克服低温冷启动问题。续航能力：对于燃料电池汽车来说续航能力的多少意味着携带氢气有多少。一般情况下1kg氢气约产生18Kwh的电，一辆B级车百公里耗电也约为18kwh。若要实现600km的续航则需要6kg的氢气（1000L氢为89.2g），折合约67200 L。常见的储氢瓶一般能承受35MPa，因此则需要192 L的空间。普通汽车的油箱大小一般在35L~70L。可见若无法增大储氢瓶的气压，在不占用车内空间的情况下，续航能力将明显下降。因此将储氢瓶提升至了70MPa。燃料电池产业有着很长的产业链，对材料、工艺、集成技术的基础要求非常高，同时需要成熟的部件，如空压机、增湿器、DCDC、传感器作为配套。可以说燃料电池产业需要通过健壮工业体系来推动，而从目前的情况来依然还有很长的路要走。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。浙江燃料电池整车动力系统排名

氢气燃料电池汽车是未来汽车发展的一个重要方向。浙江燃料电池发动机系统开发

在世界汽车工业界多年艰难尝试了多种新能源汽车技术方案后，依据氢燃料电池汽车表现出来的无法比拟的的优越环保性和高能效，再参照对全球正在酝酿兴起的第三次工业改变的预判，学界有人断言，氢燃料电池汽车很可能是世界汽车的之后发展目标和新能源汽车解决方案。该项改变性的技术成果对人类未来经济社会将产生重大影响和广阔的发展前景，已被世界一些具有敏锐眼光的科学家所认识。过去，我国很多人的代步工具都是燃油的汽车和摩托车，现在随着纯电动汽车和电动摩托车取代了大部分的位置。基于燃料电池的巨大优越性及清洁可再生能源技术的发展，未来，传统的蓄电池自行车被氢燃料电池自行车取代。 浙江燃料电池发动机系统开发

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