作为能量转换装置的氢燃料电池根据电化学原理将储存在氢气和氧气中的化学能直接转化为电能。因此,其实际过程是氧化还原反应。氢燃料电池主要由4部分组成,即阴极、阳极、外部负载和电解质。氢气和氧气分别通过氢燃料电池的阳极流道和阴极流道进入电池内部,经过气体扩散后到达电极催化层。氢气在阳极上失去电子,电子通过外部负载流到阴极与氧气结合生成离子。氢燃料电池发动机系统组成:氢燃料电池系统由电堆、空气供给系统、氢气供给系统、水热管理系统、电控系统组成。氢燃料电池的集成设计目标是将氢燃料电池零部件按照工作原理及设计要求,布置在氢燃料电池电堆周边合理的位置,通过支架、硅胶管和壳体机械结构将各个子系统零部件合理的连接起来,组成一个刚性整体,之后完成氢燃料电池发动机的集成。氢气车的运行成本相对较低,更适合长途出行和物流配送等领域的应用。扬州燃料电池整车动力系统供应商
目前国内燃料电池系统的使用寿命一般在3000~5000小时左右,国外技术较为公司的产品可达10000小时左右。导致电堆寿命衰减主要由电堆老化、辅助系统因素、环境因素等方面引起。希望提升燃料电池整体寿命是一项系统工程。电堆老化包括:质子交换膜衰退、催化剂层衰退、碳基腐蚀、双极板退化等。辅助系统因素包括:空气压缩机滤油能力不佳、增湿器加湿能力不佳、热管理能力不佳等。环境因素包括:工作温度、气压条件、运行工况等。例如:燃料电池的输出功率主要由燃料供给速率决定,也就是氢气和氧气的供给能力。氢气由于存储于高压瓶内,本身处于高压状态,故可以实现高的供给效率,而空气需要由空气压缩机压缩加压再输入,在燃料电池的全生命周期里进风量可达50万m³以上,若空压机不具备良好的滤油能力,长期使用将有大量杂质损伤膜电极组件(MEA)。西藏燃料电池整车动力系统功能氢气发电的效率高、排放少、无噪音等特点,可以被普遍应用。
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。
截至2020年底,全球氢燃料电池汽车保有量为32535辆,同比增长38%,韩国保有量达10906辆,位居全球一,美国为8931辆,我国氢燃料电池汽车保有量为7352辆排第三。燃料电池汽车关键关键部件或材料主要包括发动机、电堆和膜电极。从成本上看,燃料电池电堆约占燃料电池发动机的55%,而膜电极约占燃料电池电堆的65%。2020年,燃料电池商用车价格约为200万/辆,随着燃料电池系统生产规模化与燃料电池电堆关键零部件国产化,预计燃料电池汽车销售价格将以每年10%的幅度下降。燃料电池发动机系统:氢燃料电池汽车的关键为燃料电池发动机系统,关系着整车运行的安全性,对燃料电池汽车是否具备成熟、可靠的性能表现具有重要影响。氢气作为未来的清洁能源可以为可持续发展做出重要贡献。
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。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。扬州燃料电池整车动力系统供应商
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。扬州燃料电池整车动力系统供应商
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。扬州燃料电池整车动力系统供应商