在燃料电池车中,燃料电池系统由燃料电池组和辅助系统组成。燃料电池堆是关键部件,它将化学能转化为电能为汽车提供动力。燃料电池系统除燃料电池堆外,还有四个辅助系统:供氢系统、供气系统、水管理系统和热管理系统。供氢系统将氢从氢气罐输送到燃料电池堆;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)。通过热管理系统,可以从燃料电池中获取热量来加热车辆的驾驶室等,提高车辆的效率。燃料电池系统产生的电力通过动力控制单元(“PCU”)传到电动机,在电池的辅助下,在需要时提供额外的电力。氢能技术可以提高能源利用效率,减少能源资源消耗。吉林氢能技术服务
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。扬州氢能技术服务公司氢能技术需要加强国际合作,共同推动技术的发展和推广。
燃料电池电动汽车动力系统的结构组成:燃料电池电动汽车FCEV与其他电动汽车的根本区别,在于所用的动力源是以燃料电池为主的,而电动机驱动、传动机构及汽车所需的各种辅助功能等与其他电动汽车基本相同。纯燃料电池车只有燃料电池一个动力源,汽车的所有功率附和都有燃料电池承担。目前燃料电池汽车多采用混合驱动形式,在燃料电池的基础上,增加了一组电池或超级电容作为另一个动力源。主要结构有:能量控制单元,空气压缩机,燃料电池堆,高压储氢瓶,动力电池组,电动机。高压储氢瓶提供燃料,动力电池组提供而外的功率,让车加速、爬坡和高速运行。在车辆滑行时,能量控制单元将驱动电机变为发电机,从而将部分汽车动能变为电能给动力电池充电。也就是说采用混合动力形式后,不只可以采用功率较小的电池系统,还可以实现制动能回收。还可以是燃料电池系统的运行工况相对比较稳定,有利提高燃料电池系统效率和寿命。
燃料电池发动机系统高压电安全非常重要,除了系统设计安装时对电气间隙和爬电距离设置安全距离外,还涉及燃料电池堆内部冷却液的导电性(电导率),燃料电池发动机系统在运行过程中会析出离子增加冷却液的导电性,降低整个系统的安全性。因此需要实时监控燃料电池发动机系统的绝缘性。当前国家标准对燃料电池发动机系统的绝缘要求为≥100Ω/V(GB/T25319-2010)。根国家标准对燃料电池发动机系统绝缘电阻值的安全要求,在设计时可以在绝缘电阻检测系统中设置两级报警(400V平台为例):一级报警为绝缘电阻≤100k,二级报警为绝缘电阻≤50k。当发生一级报警时,上报故障;当发生二级报警时,强行切断高压电并上报故障。氢气储存技术的发展可以解决氢能技术的可持续性和经济性问题。
氢燃料电池汽车由电动机驱动,因此被归类为电动汽车。常见的缩写是 FCEV,是“Fuel Cell Electric Vehicle”的缩写,与 BEV 或“Battery Electric Vehicle”形成对比。氢燃料电池汽车与电动汽车不同,其自己发电不从外部电源充电的内置电池发电,而是拥有自己的高效动力装置——燃料电池。在 FCEV 的燃料电池中,氢气和氧气产生电能并将能量引导至电动机中进而产生动能,这个过程发生了反向电解,其中氢与燃料电池中的氧发生反应。氢气来自 FCEV 内置的一个或多个储罐,而氧气则来自环境空气。这种反应的一结果是电能、热量和水,它们通过废气以水蒸气的形式排放。氢气可以用于发电、制热、制冷、发动机等领域。扬州燃料电池发动机系统解决方案
氢能技术的市场前景吸引了越来越多的企业投入到氢能领域的研发和应用中。吉林氢能技术服务
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。吉林氢能技术服务