燃料電池系統是專門為燃料電池汽車設計,作為其主供電模塊的電源系統,具有設計合理、功率密度高、可靠性好、效率高、環境友好等優點。氫氣不含有碳,燃燒后不產生CO2。氫氣可以通過太陽能、風能等可再生能源獲得,被認為是理想的能源或能源載體。氫氣作為內燃機燃料時,極易實現稀薄燃燒,排放污染物少,熱效率高。早在100 多年前,英國科學家就提出用氫為燃料的理論,但這一理論主要用于利用氫反應發電的原理制成質子交換膜燃料電池。隨著氫燃料技術的進一步發展,出現了將氫氣直接作為發動機燃料的應用,這種氫燃料發動機驅動的汽車比上述電動車更符合“氫燃料汽車”或“燃氫汽車”的稱謂。氫燃料主要用于汽油發動機,國內外都有報道稱已研制成 100%使用氫燃料的汽車,但實際應用的氫燃汽車大多采用氫與汽油或柴油混合的燃料。制氫技術的發展可以解決氫能技術的經濟性和可持續性問題。無錫燃料電池發動機系統方案
氫燃料電池汽車由電動機驅動,因此被歸類為電動汽車。常見的縮寫是 FCEV,是“Fuel Cell Electric Vehicle”的縮寫,與 BEV 或“Battery Electric Vehicle”形成對比。氫燃料電池汽車與電動汽車不同,其自己發電不從外部電源充電的內置電池發電,而是擁有自己的高效動力裝置——燃料電池。在 FCEV 的燃料電池中,氫氣和氧氣產生電能并將能量引導至電動機中進而產生動能,這個過程發生了反向電解,其中氫與燃料電池中的氧發生反應。氫氣來自 FCEV 內置的一個或多個儲罐,而氧氣則來自環境空氣。這種反應的一結果是電能、熱量和水,它們通過廢氣以水蒸氣的形式排放。西藏燃料電池整車動力系統多少錢氫氣在燃燒過程中不會產生任何有害物質。
功率品質是指燃料電池發動機在工作過程中平穩輸出電功率的性能,反映了燃料電池發動機輸出功率的品質?特別要求燃料電池發動機輸出電壓應保持一定的平穩性,以利于直流變換器及其他高壓電器工作?其主要指標包括:電壓范圍?額定功率下電壓波動帶寬?過載工況下電壓下降百分比等?燃料電池發動機在全工況下的電壓范圍,單位為Ⅴ?全工況電壓范圍包括了從燃料電池發動機的開路電壓到較大電流密度下的電壓,反映了燃料電池發動機的功率品質?燃料電池發動機在額定功率輸出時電壓波動的帶寬(幅度),單位為Ⅴ?該指標反映了燃料電池發動機平穩輸出額定功率的能力?
燃料電池發動機系統主要由燃料電池發動機、電壓變換器(DC/DC)、車載氫系統等構成,其中燃料電池發動機主要部件包括電堆、發動機控制器、氫氣供給系統、空氣供給系統等。相較于傳統燃油車或純電動汽車動力系統,燃料電池發動機系統結構較為復雜。燃料電池電堆是發動機系統的關鍵部件,是氫氣和氧氣發生電化學反應及產生電能的場所。鑒于單個燃料電池單元輸出功率較小,實踐中通常通過將多個燃料電池單元以串聯方式層疊組合構成電堆來提高整體輸出功率。因此,電堆是由雙極板與膜電極交替疊合,各單體之間嵌入密封件,經前、后端板壓緊后用螺桿拴牢,構成的復合組件。氫氣發電的效率高、排放少、無噪音等特點,可以被普遍應用。
而燃料電池是將“燃料”和“氧氣”進行“電化學反應”將化學能先轉化為電能,再通過電能驅動車輛。同樣都是利用“燃料”和“氧化劑”進行反應但兩者有著本質的區別,在內燃機的燃燒反應中電子的運動是無序的,大量的化學能被轉化為熱能消耗掉了(內燃機的效率約25%)。而在燃料電池的電化學反應中電子是有序移動的(燃料電池的效率可達60%以上),后者的能量利用率更高。自古以來人類利用能源始終是從無序到有序,從不可控到可控的過程,所以若從宏觀的角度思考燃料電池代替內燃機應該是一種趨勢。除了廣為人知的氫以外,甲醇、天然氣、煤氣都可以成為燃料電池所需的“燃料”,但氫燃料能量密度高、排放清潔性好,依然是較主要的發展方向。氫能技術的應用需要與現有的能源體系相互協調,形成新的能源轉型路徑。無錫燃料電池發動機系統方案
氫燃料電池汽車是一種無排放的交通工具,具有提高運行效率、降低運行成本的優勢。無錫燃料電池發動機系統方案
氫燃料在車輛驅動能源方面的應用,起始于把氫燃料電池用作電動車電源。近代的氫燃料電動車的某些性能可滿足使用要求,如戴克公司的使用 Mark 900 氫燃料電池的NECAR5 電動車,其電動機輸出功率可達 75 k W,較高時速可達 150 km?h。但電動車不可能完全取代汽車,主要是因為電池的壽命遠短于發動機壽命,而且電動車的較大連續行駛里程受到配備電池數量的限制,一般,電動車裝用近百公斤的電池,較大續行駛里程也只 200 km 左右。尤其是對于數量巨大的在用汽車,不可能將其發動機全報廢而改用電動機驅動。因此近代專業人員一直致力于將氫氣直接作為發動機燃料的研究,一方面適合發動機能源、排放等方面的要求,另一方面又滿足汽車連續行駛里程及能利用在用的發動機。無錫燃料電池發動機系統方案
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