燃料電池系統指用于車輛、游艇、航空航天及水下動力設備等作為驅動動力電源或輔助動力,通過電化學反應過程將反應物(燃料和氧化劑)的化學能轉化為電能和熱能的系統。燃料電池系統原理如圖3-1所示,整個燃料電池系統由燃料電池堆、空氣供應子系統、氫氣供應子系統、水熱管理子系統、控制子系統組成。燃料電池堆是整個系統電化學反應的場所,其他子系統主要是相互協調確保燃料電池堆的電化學反應能夠正常、高效可靠地工作。燃料電池堆由多個單體電池、隔板、冷卻板、進氣歧管等構成,是把富氫氣體和空氣進行電化學反應生成直流電,并同時產生熱、水等其他副產物的總成。燃料電池堆由多個單體電池以串聯方式層疊組合而成。將雙極板與膜電極三合一組件 (MEA)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緊固拴牢,即構成質子交換膜燃料電池堆。氫能技術的發展需要借助科技創新和政策支持。鎮江燃料電池整車動力系統標準

車用燃料電池具有效率高、啟動快、環保性好、響應速度快等優點，是取代汽車內燃機的理想解決方案。燃料電池汽車的較大優點是清潔、無污染，在全球環境保護問題日益突出的現在，燃料電池汽車作為環保型汽車越來越受到人們的重視。為提高燃料電池發動機系統的可靠性，需要對發動機的各系統狀態進行實時監控，記錄試驗數據，分析其運行特性，為發動機控制策略的不斷改進提供依據，同時對整車性能進行評估。因此，燃料電池發動機監控系統的開發具有很重要的現實意義。 本系統由軟件和硬件兩部分組成，如圖1所示。它以高性能的dsp為關鍵，開發出控制燃料電池發動機的嵌入式控制器。上海氫能源實訓室建設解決方案發展氫能技術可以促進能源的多元化，增強國家的能源安全。

氫氣在一定的壓力和溫度下呈液態，常壓時液態氫的密度是氣態氫的 845 倍，占體積小。液氫的體積能量密度高，其單位熱值約為汽油的 3 倍。與金屬氫化物儲存等其它方法相比，液氫儲存時自身的質量較輕。液氫的添加和計量與傳統液態燃料相似，液氫的這些特點有利于車用燃料的儲存要求。但是，液氫對儲存容器的絕熱和安全性設計要求很高。液氫與環境溫度相差很大，蒸發損失及將氣態氫經高壓低溫變成液態氫損失使氫液的成本較大，難于大量建立供給站及在民用車輛上應用。所謂金屬氫化物儲氫，是先將特殊金屬與氫反應生成金屬氫化物，使用時再加熱金屬氫化物釋放氫供作燃料。研究應用的儲氫金屬或合金主要有鈦系、稀土系、鎂系等。

氧氣供給系統，作用是提供反應所需的氧，可以是純氧，也可以用空氣。氧氣供給系統可以用馬達驅動的送風機或者空氣壓縮機，也可以用回收排出余氣的透平機或壓縮機的加壓裝置。水管理系統，可以將陰極生成的水及時帶走，以免造成燃料電池失效。對于質子交換膜燃料電池，質子是以水合離子狀態進行傳導的，需要有水參與，而且水少了還會影響電解質膜的質子傳導特性，進而影響電池的性能。熱管理系統，作用是將電池產生的熱量帶走，避免因溫度過高而燒壞電解質膜。燃料電池是有工作溫度限制的。外電路接通形成電流時，燃料電池會因內電阻上的功率損耗而發熱(發熱量與輸出的發電量大體相當)。熱管理系統中還包括泵(或風機)、流量計、閥門等部件。常用的傳熱介質是水和空氣。氫氣車的運行效率高，續航里程較遠，是未來汽車發展的趨勢。

實際應用較多的氫燃料發動機，是將氫與汽化的汽油或柴油混合后再燃用，氫在混合燃料中占30%～85%。汽油箱中的汽油通過化油器向發動機提供，在不使用氫燃料時與傳統燃料系統相同。附加的氫燃料供給系統由甲醇容器、氫發生器、控制閥、壓力表等組成，氫發生器串接在排氣管上。甲醇容器中的甲醇進入氫發生器之后，在廢氣余熱和催化劑作用下裂解生成氫。在發動機汽缸真空度作用下，生成的氫被吸入化油器與汽油混合，混合燃料的濃度可通過化汽器各個閥控制。國內氫發生器所用的催化劑一般含有鎳、鉑鈀、鉀和鋁等元素，發動機排氣管中的廢氣余熱為 300℃~780℃。對 492QA2 汽油機作臺架及道路試驗表明，發動機使用摻氫汽油后在燃油經濟性和廢氣排放方面有明顯改善，而動力性與燃用純汽油時基本相同。表 1 是一些汽油發動機使用不同燃料時的怠速排放對比。氫氣儲存技術的發展可以解決氫能技術的可持續性和經濟性問題。山東燃料電池發動機系統價格

控制氫氣制備成本是氫能技術推廣的重要技術難題。鎮江燃料電池整車動力系統標準

并聯式的燃料電池混合動力系統的結構。這種構建通常在燃料電池和電機控制器之間安裝了一個DC/DC變換器,燃料電池的端電壓通過DC/DC變換器的升壓或降壓來與系統直流母線的電壓等級進行匹配。這種系統與上述構架不同之處還在于,這種動力系統的設計沒有考慮能量的回饋回收,因此系統雖然簡單,但效率比較低下。盡管系統直流母線的電壓與燃料電池功率輸出能力之間不再有耦合關系,但DC/DC變換器必須將系統直流母線的電壓維持在較適宜電機系統工作的電壓點(或范圍),對于交流電機驅動系統,通常還需要安裝一個DC/AC轉換器。目前這類構架系統只在一些小型或者實驗的車上使用。鎮江燃料電池整車動力系統標準

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