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。氢能技术的应用将成为推动世界能源转型的重要手段之一,为可持续发展做出贡献。湖南燃料电池整车动力系统报价
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% 。杭州燃料电池整车动力系统报价氢能技术的不断发展将促进能源结构的调整与优化。
功率品质是指燃料电池发动机在工作过程中平稳输出电功率的性能,反映了燃料电池发动机输出功率的品质。特别要求燃料电池发动机输出电压应保持一定的平稳性,以利于直流变换器及其他高压电器工作。其主要指标包括:电压范围、额定功率下电压波动带宽、过载工况下电压下降百分比等。燃料电池发动机在全工况下的电压范围,单位为Ⅴ。全工况电压范围包括了从燃料电池发动机的开路电压到较大电流密度下的电压,反映了燃料电池发动机的功率品质。燃料电池发动机在额定功率输出时电压波动的带宽(幅度),单位为Ⅴ。该指标反映了燃料电池发动机平稳输出额定功率的能力。
在应用前景方面,我国节能与新能源汽车产业规划提出:至2020年氢燃料电池汽车应用规模超过2万辆,2025年达到10万辆,2030年达到100万辆。据《中国氢能源及燃料电池产业白皮书》统计,全国22个地区有60多项氢能开发政策。预计到2050年,氢能将至少占领10%在中国终端能源系统,其中氢燃料电池商用车到2050年将达到160万辆,市场份额将接近37%,氢燃料电池乘用车到2050年市场份额将超过14%。这一系列的预测表明,氢燃料电池汽车的应用前景十分广阔。氢燃料电池客车将成为真正意义上的高效、清洁汽车,这是减少碳排放、节约化石燃料应用的重要手段,氢燃料电池的应用将有效改善人类生活空气质量,对环境保护及经济的可持续发展有重要意义。氢气发电和热能利用可以大幅降低能源消耗和环境污染。
除电堆以外,燃料电池发动机还需要一系列辅助系统才能实现其功能。其中控制系统通过高精度调节反应气体的压力及流量等使得电堆中的反应始终维持在输出功率、温度、湿度均合适的水平,保证发动机稳定可靠工作;氢气和空气供给系统是为电堆提供合适压力、温度、湿度、流量的氢气与空气;水热管理系统用于保持燃料电池内部水平衡和热平衡。此外,燃料电池发动机系统配备由车载高压储氢瓶和配套阀件组成的车载氢系统用于储存燃料,以及用于实现燃料电池与整车高压之间解耦的DC/DC变换器。根据《中国氢能源及燃料电池产业白皮书》,氢能将成为中国能源体系重要组成部分,2050年能源体系中占比约10%,氢气需求量达6000万吨,加氢站10000座以上,氢燃料汽车产量达500万辆/年,行业发展前景广阔。氢能技术可以通过利用太阳能、废弃物、风能等,产生无污染的氢气能源。宁波燃料电池发动机系统厂商
氢气在燃烧过程中不会产生任何有害物质。湖南燃料电池整车动力系统报价
燃料电池发动机单位质量能够输出的额定功率,单位为kW/kg或W/kg?质量比功率也称为功率密度,反映燃料电池系统轻量化设计水平,对汽车轻量化设计具有重要意义。体积比功率和质量比功率是燃料电池发动机的重要性能指标,能够反映其系统集成度。经济性是指燃料电池发动机在满足其他方面要求的前提下,尽可能少地消耗能源和成本的性能。经济性指标对于提高燃料电池汽车续驶里程?降低燃料电池发动机和燃料电池汽车的成本并促进其商业化具有重要意义。经济性主要指标包括:额定功率下的发动机效率?额定功率氢消耗率?怠速氢消耗率。有效氢利用率及单位功率成本等。湖南燃料电池整车动力系统报价