燃料电池车由于其简单性和灵活性而具有普遍的应用场景。燃料电池车和电动车都是为了促进零排放和可持续交通系统所采用的传统燃油车的替代方案。如图14所示,许多国家都出台了禁止燃油车的政策 106 。使用燃料电池车和电动车这类的清洁能源汽车已经成为不可否认的未来趋势。与燃料电池车相比,纯电动车的开发和应用在大多数场景中更加成熟,但由于电池重量和续航里程问题而受到限制。纯电动车的真实环境续航里程通常比其官方公布的实验路况下的续航里程有较大的折扣。电池性能也容易受到外界环境的影响,低温对续航里程影响较大 。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。重庆燃料电池发动机系统厂家
氢燃料在车辆驱动能源方面的应用,起始于把氢燃料电池用作电动车电源。近代的氢燃料电动车的某些性能可满足使用要求,如戴克公司的使用 Mark 900 氢燃料电池的NECAR5 电动车,其电动机输出功率可达 75 k W,较高时速可达 150 km⋅h。但电动车不可能完全取代汽车,主要是因为电池的寿命远短于发动机寿命,而且电动车的较大连续行驶里程受到配备电池数量的限制,一般,电动车装用近百公斤的电池,较大续行驶里程也只 200 km 左右。尤其是对于数量巨大的在用汽车,不可能将其发动机全报废而改用电动机驱动。因此近代专业人员一直致力于将氢气直接作为发动机燃料的研究,一方面适合发动机能源、排放等方面的要求,另一方面又满足汽车连续行驶里程及能利用在用的发动机。广东氢能技术服务怎么样氢能技术的市场规模预计将在未来几十年内有大幅增长的趋势。
实际应用较多的氢燃料发动机,是将氢与汽化的汽油或柴油混合后再燃用,氢在混合燃料中占30%∼85%。汽油箱中的汽油通过化油器向发动机提供,在不使用氢燃料时与传统燃料系统相同。附加的氢燃料供给系统由甲醇容器、氢发生器、控制阀、压力表等组成,氢发生器串接在排气管上。甲醇容器中的甲醇进入氢发生器之后,在废气余热和催化剂作用下裂解生成氢。在发动机汽缸真空度作用下,生成的氢被吸入化油器与汽油混合,混合燃料的浓度可通过化汽器各个阀控制。国内氢发生器所用的催化剂一般含有镍、铂钯、钾和铝等元素,发动机排气管中的废气余热为 300℃~780℃。对 492QA2 汽油机作台架及道路试验表明,发动机使用掺氢汽油后在燃油经济性和废气排放方面有明显改善,而动力性与燃用纯汽油时基本相同。表 1 是一些汽油发动机使用不同燃料时的怠速排放对比。
燃料电池系统的主要研究热点包括:使用轻质材料,优化设计,提高燃料电池系统的比功率;提高PEMFC系统快速冷启动能力和动态响应性能;研究具有负荷跟随能力的燃料处理器;对电池或超级电容、氢气存储进行系统优化设计,提高系统的效率和调峰能力,回收制动能量等。 燃料电池系统除燃料电池本体(发电系统)外,还有一些周围装置,包括燃料重整供应系统、氧气供应系统、水管理系统、热管理系统、直流-交流逆变系统、控制系统、安全系统等。燃料重整供应系统,作用是将外部供给的燃料转化为以氢为主要成分的燃料。如果直接以氢气为燃料,供应系统可能比较简单。若使用天然气等气体碳氢化合物或者石油、甲醇等液体燃料,需要通过水蒸气重整等方法对燃料进行重整。而用煤炭作燃料时,则要先转换为以氢和一氧化碳为主要成分的气体燃料。用于实现这些转换的反应装置分别称为重整器、煤气化炉等。制氢过程中采用可再生能源可以减少环境污染和能源消耗。
鼓泡法加湿是在燃料电池进气口前加入一个盛有蒸馏水的装置,此方法通过调节进入燃料电池气体的流量、蒸馏水的温度和液面高度来改变加湿量。液态水喷射加湿装置由两个部分组成:高压喷射室和膨胀室。该装置是把水直接喷入燃料电池堆的气体导流板或进气管路中,水喷入后在气体管路中形成雾状,当这股混合气体遇到燃料电池本身的反应热时,水雾就能迅速蒸发。此加湿装置是通过调节加湿气体的流量、喷射水的压力来改变加湿量的大小。利用电池尾气对燃料电池堆的氧化剂(还原剂)进行增湿,温暖潮湿的尾气(液态水)通过膜的一侧,然后在浓度差的作用下扩散到膜的另一侧,之后蒸发至电池反应气中。氢气在储能和航空航天等方面也有普遍应用。郑州燃料电池整车动力系统解决方案
氢气燃料综合成本高,提高能源效率可以促进成本下降。重庆燃料电池发动机系统厂家
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。重庆燃料电池发动机系统厂家