上海燃料电池整车动力系统开发

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。氢气在空间探测等领域的应用也有着普遍的前景。上海燃料电池整车动力系统开发

作为燃料电池电动车关键的燃料电池发动机系统主要由燃料电池堆、氢气供给系统、空气供给系统、冷却水管理系统、报警系统、通讯系统和控制器这七局部组成。燃料电池有许多种类，根据所用电解质性质不同可分为5类:。采用燃料电池做能源的电动汽车叫做燃料电池电动汽车，即 Fuel Cell ElectricVehicle ( FCEV).单独的燃料电池电堆是不能应用于汽车的，它必须由电堆的各个子系统和电堆控制器组成燃料电池发动机才能向外输出功率.燃料电池电动汽车的主要结构主要由整车控制器、燃料电池发动机、DC/DC转换器、镍氢电池包、驱动系统、车轮等部件组成,各部件通过CAN总线组成一个分布式控制系统，信号传输介质为光纤.燃料电池是FCEV的主要能源，镍氢电池包作为辅助电源。燃料电池发动机和镍氢电池包并联组成一个高压直流电源。驱动系统由电机（含减速器）和电机控制器组成。江苏燃料电池整车动力系统价格氢能技术具有能量密度高、稳定性好、无排放等特点。

空气供应子系统原理：空气作为燃料电池的氧化剂，其过流量和压力直接影响燃料电池堆的发滤电效率，当采用常压供给燃料电池堆器空压机调节阀时，燃料电池堆前的空气增湿相对湿度要高，否则会导致膜电极失水，大幅度降低电池性能。采用加压空气供气,电池组阴极的极化小于采用常压空气供应子系统原理燃料电池空气的极化，即电池组的性能会上升。因此，低成本、低功耗、低质量体积比的空压机已成为研究热点。燃料电池汽车关键部分的燃料电池系统有燃料电池堆、氢气循环系统、加湿器和空压机这四个关键部件。其中空气压缩机的作用是根据燃料电池堆的输出功率为燃料电池提供所需压力和流量的空气,对于燃料电池系统的性能有着重要的影响。增加氧气的供气压力可以使燃料电池系统的功率密度增加、燃料电池堆效率提高、体积尺寸减小。

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。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。

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。氢能技术与传统的化石燃料使用不同，其排放的废气只为水蒸气。黑龙江燃料电池整车动力系统标准

氢能技术的发展还需要解决一些技术难题，如储氢和运输问题等。上海燃料电池整车动力系统开发

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)。上海燃料电池整车动力系统开发