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。氢能技术的市场前景吸引了越来越多的企业投入到氢能领域的研发和应用中。北京氢能技术服务解决方案
湿膜加湿的过程是空气在与湿膜接触的过程中实现热质的交换。通过改进电池内部结构,使其不需要借助外部设备就能保持膜电极的适当湿度,维持燃料电池的性能。这种技术主要体现在以下两个方面:一是通过増强膜两侧水浓度梯度的方法来增强水由明极向阳极的扩散;二是自増湿电解质膜的研究,通常用在电解质膜内加入和SiO2顆粒的方法,其中起催化氢氧化合生成水的作用, SiO2起儲存水分的作用,在电池缺水时释放出水。通过调节气体流量、湿膜的大小和厚度以及水温来改变湿膜加湿器加湿量的大小,将满足燃料电池工作所需的具有定温度、湿度的气体送入燃料电池。常州燃料电池发动机系统开发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。
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。
燃料电池系统是专门为燃料电池汽车设计,作为其主供电模块的电源系统,具有设计合理、功率密度高、可靠性好、效率高、环境友好等优点。氢气不含有碳,燃烧后不产生CO2。氢气可以通过太阳能、风能等可再生能源获得,被认为是理想的能源或能源载体。氢气作为内燃机燃料时,极易实现稀薄燃烧,排放污染物少,热效率高。早在100 多年前,英国科学家就提出用氢为燃料的理论,但这一理论主要用于利用氢反应发电的原理制成质子交换膜燃料电池。随着氢燃料技术的进一步发展,出现了将氢气直接作为发动机燃料的应用,这种氢燃料发动机驱动的汽车比上述电动车更符合“氢燃料汽车”或“燃氢汽车”的称谓。氢燃料主要用于汽油发动机,国内外都有报道称已研制成 100%使用氢燃料的汽车,但实际应用的氢燃汽车大多采用氢与汽油或柴油混合的燃料。生产氢气的多种方法包括水电解、化石燃料重整等。
常见的氢燃料电池有PEMFC(质子交换膜燃料电池)和SOFC(固态氧化物燃料电池)两类。由于SOFC属于高温燃料电池,需要在500℃以上的温度工作,并随之带来启动时间长,部件寿命短的问题,因此不太适宜应用于普通的汽车产品上。目前绝大多数情况下,提到的燃料电池汽车指的是采用了PEMFC技术(工作温度约70℃)的车型。虽然燃料电池被给予了厚望,但从目前的情况看燃料电池在性能、寿命、成本以及基础设施成熟度上都存在着不小的瓶颈,分别导致了“不好用”、“不耐用”、“用不起”、“用不了”的问题。加氢站的建设成本非常高,一个站点预计需要投入500万以上,投资回收期很长。短期内增多加氢站数量也是较为困难的。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。青岛燃料电池整车动力系统价格
氢燃料电池技术可以提高汽车的能源利用效率。北京氢能技术服务解决方案
并联式的燃料电池混合动力系统的结构。这种构建通常在燃料电池和电机控制器之间安装了一个DC/DC变换器,燃料电池的端电压通过DC/DC变换器的升压或降压来与系统直流母线的电压等级进行匹配。这种系统与上述构架不同之处还在于,这种动力系统的设计没有考虑能量的回馈回收,因此系统虽然简单,但效率比较低下。尽管系统直流母线的电压与燃料电池功率输出能力之间不再有耦合关系,但DC/DC变换器必须将系统直流母线的电压维持在较适宜电机系统工作的电压点(或范围),对于交流电机驱动系统,通常还需要安装一个DC/AC转换器。目前这类构架系统只在一些小型或者实验的车上使用。北京氢能技术服务解决方案