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,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。氢能技术的发展需要克服技术瓶颈和市场障碍,推动实现商业化应用。郑州氢能源实训室建设企业
空气供应子系统的主要作用是对进入燃料电池的空气进行过滤、增湿、压力调节等方面的处理,保证燃料电池电堆阴极侧温度、湿度、压力及流量在较佳范围内。氢气供应子系统也叫燃料处理系统,其主要作用是把输入的燃料进行增湿等相关处理,从而转变成适于在燃料电池堆内运行的富氢气体,保证燃料电池堆阳极侧温度、压力及流量(湿度),同时保证氢气的利用率。水热管理子系统用以维持燃料电池系统的热平衡,可以回收多余的热量,并在燃料电池系统启动时能够进行辅助加热的系统,保证燃料电池堆内部快速到达适宜的温度区间,同时保证阴阳极两侧在较佳的工作区域内运行。贵州氢能技术服务价格氢能技术的应用需要与现有的能源体系相互协调,形成新的能源转型路径。
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。
现有的燃料电池发动机的供气系统是由空压机实现进气压力和进气流量的控制的。供气系统具体依靠空压机或者鼓风机将空气吹进燃料电池发动机的各个电堆中,与供给的氢气进行电化学反应,生成电能和水。氢气来自于高压的氢气罐,经过两次减压之后依然持有一定压力从而顺利进入各个电堆,而空气需要经过空压机的鼓吹才能使得空气附带一定压力而进入各个电堆。空压机需要根据需求功率的变化来调节压缩量,保证电化学反应的均衡性。现有技术存在以下缺陷:这种方式首先需要空压机根据需求功率的变化不断变化工作模式,使得控制趋于复杂,并且空压机的寿命降低,同时会产生较大的噪音,降低车辆舒适性;其次很难保证各个电堆进气压力和进气量的一致性,不利于电化学反应过程的稳定进行,进而造成各电堆的功率不一致;另外,空压机针对变功率的调节较慢,使得发动机的功率响应较慢,进而制约燃料电池发动机全功率覆盖的发展。氢能技术还需要解决环保和安全等问题,保障其健康有序的发展。
空气供应子系统原理:空气作为燃料电池的氧化剂,其过流量和压力直接影响燃料电池堆的发滤电效率,当采用常压供给燃料电池堆器空压机调节阀时,燃料电池堆前的空气增湿相对湿度要高,否则会导致膜电极失水,大幅度降低电池性能。采用加压空气供气,电池组阴极的极化小于采用常压空气供应子系统原理燃料电池空气的极化,即电池组的性能会上升。因此,低成本、低功耗、低质量体积比的空压机已成为研究热点。燃料电池汽车关键部分的燃料电池系统有燃料电池堆、氢气循环系统、加湿器和空压机这四个关键部件。其中空气压缩机的作用是根据燃料电池堆的输出功率为燃料电池提供所需压力和流量的空气,对于燃料电池系统的性能有着重要的影响。增加氧气的供气压力可以使燃料电池系统的功率密度增加、燃料电池堆效率提高、体积尺寸减小。氢气可以用于发电、制热、制冷、发动机等领域。广西燃料电池发动机系统解决方案
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。郑州氢能源实训室建设企业
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。郑州氢能源实训室建设企业
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