根据氢燃料电池特性,质子交换膜氢燃料电池(PEMFC)是电动汽车的理想动力源,它将氢气和氧气通过电化学反应直接转化为电能,其过程不涉及燃烧,能量转化率高,产物只为电、热和水,运行平稳,噪音低,被称为“环保发动机”。氢燃料电池是实现氢能源产业化的关键环节,氢燃料电池汽车是我国新能源汽车战略的重要组成部分,也是氢燃料电池技术推广应用的重要领域。发达国家纷纷将其列入未来汽车先进动力的发展方向和国家战略,我国相关单位与各级地方相关单位先后出台了一系列政策,规划和引导氢燃料电池技术应用和市场的进一步发展。氢能技术的应用还需要考虑成本和效率等问题。郑州燃料电池整车动力系统工厂
燃料电池电动汽车FCEV与其他电动汽车的根本区别是所用的动力源以燃料电池为主,而对于电动机驱动、传动机构以及汽车所需的各种辅助功能等与其他电动汽车基本类同。因此,本节主要介绍燃料电池汽车的基本结构、燃料电池系统等内容。燃料电池汽车的结构有多种形式,按照驱动形式,其可分为纯燃料电池驱动和混合驱动两种形式。目前燃料电池电动汽车绝大多数采用的是混合式燃料电池驱动系统,即以燃料电池系统作为主动力源,又增加了蓄电池组或超级电容作为辅助动力源。燃料电池可以只满足持续功率需求,借助辅助动力源提供加速、爬坡等所需的峰值功率,而且在制动时可以将回馈的能量存储在辅助动力源中。 湖南燃料电池发动机系统费用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。
氢燃料电池车,就是使氢或含氢物质与空气中的氧在燃料电池中反应产生电力推动电动机,由电动机驱动的车辆。氢燃料电池车通过化学作用发电产生电能,更像是一个“发电厂”。氢燃料电池车是以氢燃料电池产生的电能为电动机供电,以电动机做的功作为动力的。燃料电池工作电压迅速升高时,碳载体表面的铂催化剂会发生溶解,当工作电压降低时铂催化剂又会沉积下来,反复的电压波动带来催化剂的团聚,造成燃料电池催化剂活性表面积的下降,从而造成性能的下降。希望燃料电池的工作状态是在较高效率点附近。如下图所示,我们从氢气发电效率的角度看,希望至少是在40%以上的区域去利用,否则发电效率低。氢能技术的发展需要克服技术瓶颈和市场障碍,推动实现商业化应用。
燃料电池电动汽车是以氢气为燃料,通过氢燃料电池产生电力来驱动的电动汽车,主要由高压储氢罐、驱动电机、燃料电池反应堆等组成。燃料电池汽车工作原理与结构,燃料电池汽车工作原理,燃料电池汽车利用燃料电池产生出电能来带动电机工作,由电机带动汽车中的机械传动结构,进而带动汽车的前桥(或后桥)等行走机械结构工作,从而驱动电动汽车前进。燃料电池汽车的动力系统有很多种,概括起来主要有纯燃料电池驱动系统和燃料电池与辅助动力源组成的混合驱动系统两种形式,可以在燃料电池汽车上应用的辅助动力源主要有动力蓄电池(traction battery,TB)超级电容器(utra-capacitor,U)。混合动系统将燃料电池与辅助动力源相结合,燃料电池可以只满足持续功率需求,借助辅助动力源不只可以提供加速、爬坡等所需的峰值功率,而且在制动时可以将回馈的能量存储在辅助动力源中,以改进车辆的经济性。氢能技术的发展需要借助科技创新和政策支持。郑州燃料电池整车动力系统工厂
氢能技术需要建设氢能基础设施,包括氢气生产、储存、运输和加注等环节。郑州燃料电池整车动力系统工厂
燃料电池是一种能量转化装置,它是按电化学原理,即原电池工作原理,等温的把贮存在燃料和氧化剂中的化学能直接转化为电能,因而实际过程是氧化还原反应。燃料电池主要由四部分组成,即阳极、阴极、电解质和外部电路。燃料气和氧化气分别由燃料电池的阳极和阴极通入。燃料气在阳极上放出电子,电子经外电路传导到阴极并与氧化气结合生成离子。离子在电场作用下,通过电解质迁移到阳极上,与燃料气反应,构成回路,产生电流。同时,由于本身的电化学反应以及电池的内阻,燃料电池还会产生一定的热量。电池的阴、阳两极除传导电子外,也作为氧化还原反应的催化剂。郑州燃料电池整车动力系统工厂