四川燃料电池整车动力系统方案

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。氢能技术的发展需要解决生产成本高、储存和运输成本高等问题。四川燃料电池整车动力系统方案

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。连云港氢能源实训室建设采购氢气充电站建设是氢能技术推广的重要环节。

而燃料电池是将“燃料”和“氧气”进行“电化学反应”将化学能先转化为电能，再通过电能驱动车辆。同样都是利用“燃料”和“氧化剂”进行反应但两者有着本质的区别，在内燃机的燃烧反应中电子的运动是无序的，大量的化学能被转化为热能消耗掉了（内燃机的效率约25%）。而在燃料电池的电化学反应中电子是有序移动的（燃料电池的效率可达60%以上），后者的能量利用率更高。自古以来人类利用能源始终是从无序到有序，从不可控到可控的过程，所以若从宏观的角度思考燃料电池代替内燃机应该是一种趋势。除了广为人知的氢以外，甲醇、天然气、煤气都可以成为燃料电池所需的“燃料”，但氢燃料能量密度高、排放清洁性好，依然是较主要的发展方向。

燃料电池发动机系统主要由燃料电池发动机、电压变换器（DC/DC）、车载氢系统等构成，其中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。相较于传统燃油车或纯电动汽车动力系统，燃料电池发动机系统结构较为复杂。燃料电池电堆是发动机系统的关键部件，是氢气和氧气发生电化学反应及产生电能的场所。鉴于单个燃料电池单元输出功率较小，实践中通常通过将多个燃料电池单元以串联方式层叠组合构成电堆来提高整体输出功率。因此，电堆是由双极板与膜电极交替叠合，各单体之间嵌入密封件，经前、后端板压紧后用螺杆拴牢，构成的复合组件。氢气是未来可持续能源的重要组成部分。

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。氢气还可以用于工业生产、燃料电池等制造等领域。郑州氢能源实训室建设哪家好

氢气存储稳定性较高，是储存可再生能源的有效手段之一。四川燃料电池整车动力系统方案

现有的燃料电池发动机的供气系统是由空压机实现进气压力和进气流量的控制的。供气系统具体依靠空压机或者鼓风机将空气吹进燃料电池发动机的各个电堆中，与供给的氢气进行电化学反应，生成电能和水。氢气来自于高压的氢气罐，经过两次减压之后依然持有一定压力从而顺利进入各个电堆，而空气需要经过空压机的鼓吹才能使得空气附带一定压力而进入各个电堆。空压机需要根据需求功率的变化来调节压缩量，保证电化学反应的均衡性。现有技术存在以下缺陷：这种方式首先需要空压机根据需求功率的变化不断变化工作模式，使得控制趋于复杂，并且空压机的寿命降低，同时会产生较大的噪音，降低车辆舒适性；其次很难保证各个电堆进气压力和进气量的一致性，不利于电化学反应过程的稳定进行，进而造成各电堆的功率不一致；另外，空压机针对变功率的调节较慢，使得发动机的功率响应较慢，进而制约燃料电池发动机全功率覆盖的发展。四川燃料电池整车动力系统方案

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