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。氢气燃料综合成本高,提高能源效率可以促进成本下降。河南燃料电池发动机系统解决方案
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。南通燃料电池发动机系统厂氢气的生产和利用需要注意安全措施,避免事故发生。
为保证燃料电池稳定高效运行,同时提高氢气利用率,通常采用氢气循环的方法,即氢气把电堆内部生成的水带出后,经水气分离装置将液态水分离,再将氢气循环送回到电堆阳极重复使用,同时对新鲜氢气进行加湿。传统循环泵在涉氢涉水环境下,易发生“氢脆”,氢循环泵在结构和材料的设计上不同于传统循环泵,技术难度要高很多,氢循环泵需要具备密封设计好(氢气容易泄露)、耐水性强(经过电堆反应后剩余的氢气带有少量水蒸气)、流量大(适应大功率电堆)、压力输出稳定(低压转为高压)、无油(保证氢气纯度)等特点。氢循环泵难度较大,目前国内产品处于研发验证阶段,尚不成熟,国内系统企业主要是进口德国普旭氢循环泵,普旭在中国市占率达到90% 。
燃料电池空压机:空压机有以下几点性能要求:1)效率高。燃料电池空压机的动力由燃料电池的输出的电能提供,在辅助功耗中占比高达80%。如果空压机效率过低会严重降低燃料电池系统的性能。2)无油。燃料电池堆中的质子交换膜对油污十分敏感,如果不在无油环境下工作可能会因催化剂中毒而导致质子交换膜失效。3)质量轻、体积小。车载燃料电池空压机要安装在汽车上,如果体积过大则会占据大量空间,影响整车的布置;而质量过大则会增加整车惯性,影响起步加速和制动性能。4)动态响应快。车载燃料电池的功率变化频繁,所以空压机应尽量做到无延迟地对流量和压力进行调整,以能够跟踪输出功率的变化。氢气在空间探测等领域的应用也有着普遍的前景。
从理论上讲,纯电动车具有更高的能源效率,但是过大的电池重量降低了这种优势,特别是对于长途运输用的重型车辆。纯电动车必须为每多行驶一英里增加更多的电池容量,从而给车辆增加额外的重量 。比如在特斯拉的电动重卡模型中,预计其电池重量可以达到4.5吨。而燃料电池车就没有这样的问题,因为其所携带的氢气质量远小于同等能量所需的电池质量。这是因为氢具有更高的比能 — 大约120MJ/kg,而电池的比能是5MJ/kg。除了动力系统,车辆的其他部件基本上是相同的。车辆底盘包括传动、转向、制动和行驶系统。车辆电子系统主要由底盘控制系统,安全系统和车辆电子产品,比如信息娱乐/通信,高级驾驶辅助系统(“ADAS”)以及传感器等构成。之后,车身包括车身主体、座椅和内饰。随着氢能技术的快速发展,其在未来的应用领域及市场前景将会越来越普遍。扬州燃料电池发动机系统咨询
使用氢气代替传统能源可以降低气候变化的影响。河南燃料电池发动机系统解决方案
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。河南燃料电池发动机系统解决方案