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。氢气在制备、储存、运输和利用等方面都存在技术难题。盐城燃料电池整车动力系统功能
氢燃料电池发动机是一种将氢气和氧气通过电化学反应直接转化为电能的发电装置,主要由燃料电池电堆、氢气供给循环系统、空气供给系统、水热管理系统、电控系统和数据采集系统等组成。氢燃料电池发动机工作过程中不涉及燃烧,无机械损耗,能量转化率高,产物只为电、热和水,被称为“环保发动机”。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。燃料电池发动机主要部件包括电堆、发动机控制器、氢气供给系统、空气供给系统等。北京燃料电池整车动力系统厂家氢气燃料综合成本高,提高能源效率可以促进成本下降。
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。
燃料电池发动机构成及其子系统作用:水热管理系统,水热管理系统由水泵和水温传感器两大部件组成,和传统内燃机散热小循环系统类似。氢燃料电池发动机冷却液是由去离子水和乙二醇水溶液按照一定比例调和成的溶液。电控系统,氢燃料电池发动机的电控系统主要是由发动机控制器(FCU)及各种传感器构成。数据采集系统,数据采集系统主要是指数据采集器。通过数据采集系统,可以时刻监控氢燃料电池发动机运行的各种参数及状态,如发动机地理位置、运行状态、各项传感器参数等,对各项参数进行数据分析处理,并针对参数异常情况实时报警、记录。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。
氢气在一定的压力和温度下呈液态,常压时液态氢的密度是气态氢的 845 倍,占体积小。液氢的体积能量密度高,其单位热值约为汽油的 3 倍。与金属氢化物储存等其它方法相比,液氢储存时自身的质量较轻。液氢的添加和计量与传统液态燃料相似,液氢的这些特点有利于车用燃料的储存要求。但是,液氢对储存容器的绝热和安全性设计要求很高。液氢与环境温度相差很大,蒸发损失及将气态氢经高压低温变成液态氢损失使氢液的成本较大,难于大量建立供给站及在民用车辆上应用。所谓金属氢化物储氢,是先将特殊金属与氢反应生成金属氢化物,使用时再加热金属氢化物释放氢供作燃料。研究应用的储氢金属或合金主要有钛系、稀土系、镁系等。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。深圳氢能技术服务
制氢过程中利用可再生能源可以实现清洁的能源生产。盐城燃料电池整车动力系统功能
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。盐城燃料电池整车动力系统功能