燃料電池汽車的運行并不是一個穩(wěn)態(tài)情況,頻繁的啟動、加速和爬坡使得汽車動態(tài)工況非常復雜。燃料電池系統(tǒng)的動態(tài)響應比較慢,在啟動、急加速或爬陡坡時燃料電池的輸出特性無法滿足車輛的行駛要求。在實際燃料電池汽車上,常常需要使用燃料電池混合電動汽車設計方法,即引入輔助能源裝置(蓄電池、超級電容器或蓄電池十超級電容器)通過電力電子裝置與燃料電池并網(wǎng),用來提供峰值功率以補充車輛在加速或爬坡時燃料電池輸出功率能力的不足。另一方面,在汽車怠速、低速或減速等工況下,燃料電池的功率大于驅(qū)動功率時,存儲富余的能量,或在回饋制動時,吸收存儲制動能量,從而提高整個動力系統(tǒng)的能量效率。氫氣在空間探測等領(lǐng)域的應用也有著普遍的前景。燃料電池整車動力系統(tǒng)功能
燃料電池系統(tǒng)需要加濕反應氣體,對于采用質(zhì)子交換膜的燃料電池系統(tǒng)而言,氣體反應物的相對濕度對膜的性能的影響是至關(guān)重要的。膜傳輸質(zhì)子時需要質(zhì)子以水合離子的形式存在,而干燥的膜不具備傳導質(zhì)子的能力。因此,對反應氣體進行加濕以保證質(zhì)子交換膜的濕潤,是增加質(zhì)子交換膜的質(zhì)子傳導能力不可缺少的方法。增加反應氣體的相對濕度會提高質(zhì)子交換膜的電導率,降低膜電阻,從而提高燃料電池系統(tǒng)的輸出性能;但相對濕度過高也容易導致燃料電池堆內(nèi)部發(fā)生水淹,從而影響其性能?,F(xiàn)在燃料電池堆采用的加濕技術(shù)主要分為內(nèi)部加濕、自加濕和外部加濕三種。內(nèi)部加濕是利用燃料電池反應生成的水和水在質(zhì)子交換膜內(nèi)的傳遞特性,實現(xiàn)膜的自增濕;自加濕法是將催化鉑金微粒子加入質(zhì)子交換膜中,在燃料電池發(fā)電時,依靠膜內(nèi)自動生成的水來增濕;外部加濕是在燃料電池之外加上一個部件,使水蒸氣和反應氣體同時進入電池組中。河北燃料電池發(fā)動機系統(tǒng)廠氫氣還可以用于工業(yè)生產(chǎn)、燃料電池等制造等領(lǐng)域。
能源危機現(xiàn)已成為世界各國關(guān)注的話題,而在汽車行業(yè)中,各大車企對新能源汽車的研發(fā)也投入相當大的精力。新能源汽車有很多種,其中燃料電池汽車的出現(xiàn)使人類擺脫了對傳統(tǒng)能源的嚴重依賴,具有高效率、零排放的優(yōu)點。然而燃料電池汽車在產(chǎn)熱上與其他動力源汽車之間存在較大差異,主要表現(xiàn)為燃料電池工作溫度較低,且廢熱全部經(jīng)熱管理系統(tǒng)排出,導致汽車的熱負荷較高。本文將通過數(shù)值模擬和實驗相結(jié)合的方法,對燃料電池汽車熱管理系統(tǒng)的主要零部件、散熱模塊和系統(tǒng)整體的散熱性能展開研究。散熱器散熱性能的提高對提高燃料電池熱管理系統(tǒng)的整體性能至關(guān)重要,若只通過實驗的方法研究散熱器對燃料電池散熱性能的影響規(guī)律,不只研究成本高、耗費精力大,而且精度難以保證。
燃料電池發(fā)動機構(gòu)成及其子系統(tǒng)作用:水熱管理系統(tǒng),水熱管理系統(tǒng)由水泵和水溫傳感器兩大部件組成,和傳統(tǒng)內(nèi)燃機散熱小循環(huán)系統(tǒng)類似。氫燃料電池發(fā)動機冷卻液是由去離子水和乙二醇水溶液按照一定比例調(diào)和成的溶液。電控系統(tǒng),氫燃料電池發(fā)動機的電控系統(tǒng)主要是由發(fā)動機控制器(FCU)及各種傳感器構(gòu)成。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要是指數(shù)據(jù)采集器。通過數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),可以時刻監(jiān)控氫燃料電池發(fā)動機運行的各種參數(shù)及狀態(tài),如發(fā)動機地理位置、運行狀態(tài)、各項傳感器參數(shù)等,對各項參數(shù)進行數(shù)據(jù)分析處理,并針對參數(shù)異常情況實時報警、記錄。氫能技術(shù)是一種使用氫作為能源的技術(shù)。
實際應用較多的氫燃料發(fā)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(fā)動機提供,在不使用氫燃料時與傳統(tǒng)燃料系統(tǒng)相同。附加的氫燃料供給系統(tǒng)由甲醇容器、氫發(fā)生器、控制閥、壓力表等組成,氫發(fā)生器串接在排氣管上。甲醇容器中的甲醇進入氫發(fā)生器之后,在廢氣余熱和催化劑作用下裂解生成氫。在發(fā)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(nèi)氫發(fā)生器所用的催化劑一般含有鎳、鉑鈀、鉀和鋁等元素,發(fā)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(fā)動機使用摻氫汽油后在燃油經(jīng)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(fā)動機使用不同燃料時的怠速排放對比。氫能技術(shù)需要建設氫能基礎(chǔ)設施,包括氫氣生產(chǎn)、儲存、運輸和加注等環(huán)節(jié)。鎮(zhèn)江氫能源實訓室建設排行榜
氫氣的生產(chǎn)和利用需要注意安全措施,避免事故發(fā)生。燃料電池整車動力系統(tǒng)功能
氫燃料電池汽車由電動機驅(qū)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(fā)電不從外部電源充電的內(nèi)置電池發(fā)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(chǎn)生電能并將能量引導至電動機中進而產(chǎn)生動能,這個過程發(fā)生了反向電解,其中氫與燃料電池中的氧發(fā)生反應。氫氣來自 FCEV 內(nèi)置的一個或多個儲罐,而氧氣則來自環(huán)境空氣。這種反應的一結(jié)果是電能、熱量和水,它們通過廢氣以水蒸氣的形式排放。燃料電池整車動力系統(tǒng)功能