燃料电池电堆是发动机系统的关键部件,是燃料电池发动机的动力来源,对燃料电池发动机的关键性能和成本具有较大的影响。电堆的主要材料包括膜电极、双极板、端板等,其中膜电极是燃料电池电堆的关键部件,对电堆的性能、寿命和成本具有关键影响,膜电极又可以分为催化剂、扩散层、质子交换膜等。随着终端领域的推广,电堆产业发展快速。膜电极、双极板、质子交换膜虽然生产规模较小,但已有国产化能力。供氢系统将氢从氢气罐输送到燃料电池电堆,由空气过滤器、空气压缩机和加湿器组成的供气系统为燃料电池堆提供氧气,水热管理系统采用单独的水和冷却剂回路来消除废热和反应产物(水)。在供氢系统中,空压机是车用燃料电池发动机的“肺”,提供电堆反应所需的氧气。控制氢气制备成本是氢能技术推广的重要技术难题。辽宁氢能技术服务报价
燃料电池发动机单位质量能够输出的额定功率,单位为kW/kg或W/kg?质量比功率也称为功率密度,反映燃料电池系统轻量化设计水平,对汽车轻量化设计具有重要意义。体积比功率和质量比功率是燃料电池发动机的重要性能指标,能够反映其系统集成度。经济性是指燃料电池发动机在满足其他方面要求的前提下,尽可能少地消耗能源和成本的性能。经济性指标对于提高燃料电池汽车续驶里程?降低燃料电池发动机和燃料电池汽车的成本并促进其商业化具有重要意义。经济性主要指标包括:额定功率下的发动机效率?额定功率氢消耗率?怠速氢消耗率。有效氢利用率及单位功率成本等。辽宁氢能技术服务报价氢气在燃料电池等领域的应用将推动氢能技术的发展。
燃料电池汽车的运行并不是一个稳态情况,频繁的启动、加速和爬坡使得汽车动态工况非常复杂。燃料电池系统的动态响应比较慢,在启动、急加速或爬陡坡时燃料电池的输出特性无法满足车辆的行驶要求。在实际燃料电池汽车上,常常需要使用燃料电池混合电动汽车设计方法,即引入辅助能源装置(蓄电池、超级电容器或蓄电池十超级电容器)通过电力电子装置与燃料电池并网,用来提供峰值功率以补充车辆在加速或爬坡时燃料电池输出功率能力的不足。另一方面,在汽车怠速、低速或减速等工况下,燃料电池的功率大于驱动功率时,存储富余的能量,或在回馈制动时,吸收存储制动能量,从而提高整个动力系统的能量效率。
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。氢能技术需要加强国际合作,共同推动技术的发展和推广。
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及各相应的控制器,机械传动与车辆行驶机构等组成。燃料电池的反应机理是将燃料中的化学能不经过燃烧直接转化为电能,即通过电化学反应将化学能转化为电能,实际上就是电解水的逆过程,通过氢氧的化学反应生成水并释放电能。电化学反应所需的还原剂一般采用氢气,氧化剂则采用氧气,因此较早开发的燃料电池电动汽车多是直接采用氢燃料,氢气的储存可采用液化氢、压缩氢气或金属氢化物储氢等形式。燃料电池的反应不经过热机过程,因此其能量转换效率不受卡诺循环的限制,能量转化效率高;它的排放主要是水非常清洁,不产生任何有害物质。因此,燃料电池技术的研究和开发备受各国相关单位与大公司的重视,被认为是21世纪的洁净、高效的发电技术之一。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。辽宁燃料电池整车动力系统费用
氢能技术的发展需要解决生产成本高、储存和运输成本高等问题。辽宁氢能技术服务报价
车用燃料电池具有效率高、启动快、环保性好、响应速度快等优点,是取代汽车内燃机的理想解决方案。燃料电池汽车的较大优点是清洁、无污染,在全球环境保护问题日益突出的现在,燃料电池汽车作为环保型汽车越来越受到人们的重视。为提高燃料电池发动机系统的可靠性,需要对发动机的各系统状态进行实时监控,记录试验数据,分析其运行特性,为发动机控制策略的不断改进提供依据,同时对整车性能进行评估。因此,燃料电池发动机监控系统的开发具有很重要的现实意义。 本系统由软件和硬件两部分组成,如图1所示。它以高性能的dsp为关键,开发出控制燃料电池发动机的嵌入式控制器。辽宁氢能技术服务报价