廣東燃料電池發(fā)動機(jī)系統(tǒng)方案

燃料電池發(fā)動機(jī)單位質(zhì)量能夠輸出的額定功率,單位為kW/kg或W/kg?質(zhì)量比功率也稱為功率密度,反映燃料電池系統(tǒng)輕量化設(shè)計(jì)水平,對汽車輕量化設(shè)計(jì)具有重要意義。體積比功率和質(zhì)量比功率是燃料電池發(fā)動機(jī)的重要性能指標(biāo),能夠反映其系統(tǒng)集成度。經(jīng)濟(jì)性是指燃料電池發(fā)動機(jī)在滿足其他方面要求的前提下,盡可能少地消耗能源和成本的性能。經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)對于提高燃料電池汽車?yán)m(xù)駛里程?降低燃料電池發(fā)動機(jī)和燃料電池汽車的成本并促進(jìn)其商業(yè)化具有重要意義。經(jīng)濟(jì)性主要指標(biāo)包括:額定功率下的發(fā)動機(jī)效率?額定功率氫消耗率?怠速氫消耗率。有效氫利用率及單位功率成本等。氫能技術(shù)具有高能量密度、能源傳輸效率高、無污染等優(yōu)點(diǎn)。廣東燃料電池發(fā)動機(jī)系統(tǒng)方案

氧氣供給系統(tǒng)，作用是提供反應(yīng)所需的氧，可以是純氧，也可以用空氣。氧氣供給系統(tǒng)可以用馬達(dá)驅(qū)動的送風(fēng)機(jī)或者空氣壓縮機(jī)，也可以用回收排出余氣的透平機(jī)或壓縮機(jī)的加壓裝置。水管理系統(tǒng)，可以將陰極生成的水及時(shí)帶走，以免造成燃料電池失效。對于質(zhì)子交換膜燃料電池，質(zhì)子是以水合離子狀態(tài)進(jìn)行傳導(dǎo)的，需要有水參與，而且水少了還會影響電解質(zhì)膜的質(zhì)子傳導(dǎo)特性，進(jìn)而影響電池的性能。熱管理系統(tǒng)，作用是將電池產(chǎn)生的熱量帶走，避免因溫度過高而燒壞電解質(zhì)膜。燃料電池是有工作溫度限制的。外電路接通形成電流時(shí)，燃料電池會因內(nèi)電阻上的功率損耗而發(fā)熱(發(fā)熱量與輸出的發(fā)電量大體相當(dāng))。熱管理系統(tǒng)中還包括泵(或風(fēng)機(jī))、流量計(jì)、閥門等部件。常用的傳熱介質(zhì)是水和空氣。河南氫能技術(shù)服務(wù)哪家便宜應(yīng)用氫氣技術(shù)可以緩解能源危機(jī)，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

工作環(huán)境溫度范圍：該指標(biāo)是指燃料電池發(fā)動機(jī)可以非失效工作的環(huán)境溫度范圍?環(huán)境溫度主要對燃料電池發(fā)動機(jī)散熱?進(jìn)氣溫度等有很大影響?工作海拔范圍：該指標(biāo)是指燃料電池發(fā)動機(jī)可以正常工作的海拔范圍?海拔影響進(jìn)氣壓力,越高往往越會導(dǎo)致功率下降?存儲溫度范圍：燃料電池發(fā)動機(jī)在存儲期間可能會經(jīng)歷諸如凍結(jié)/解凍循環(huán),導(dǎo)致性能衰退,因此存儲溫度范圍也體現(xiàn)了其對環(huán)境的適應(yīng)性?可靠性是指燃料電池發(fā)動機(jī)在規(guī)定條件下和規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力,主要反映了燃料電池發(fā)動機(jī)持續(xù)穩(wěn)定?正確工作的特性?燃料電池發(fā)動機(jī)的可靠性在很大程度上決定了燃料電池汽車整車的可靠性?這里主要參考傳統(tǒng)發(fā)動機(jī)的可靠性評價(jià)指標(biāo)?機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)中給出的評定指標(biāo)是平均初次故障時(shí)間?平均故障間隔時(shí)間?當(dāng)量故障率及由此得到的綜合評定分?jǐn)?shù)?國家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定要評定故障停車次數(shù)?初次故障的時(shí)間及平均故障時(shí)間?

目前國內(nèi)燃料電池系統(tǒng)的使用壽命一般在3000~5000小時(shí)左右，國外技術(shù)較為公司的產(chǎn)品可達(dá)10000小時(shí)左右。導(dǎo)致電堆壽命衰減主要由電堆老化、輔助系統(tǒng)因素、環(huán)境因素等方面引起。希望提升燃料電池整體壽命是一項(xiàng)系統(tǒng)工程。電堆老化包括：質(zhì)子交換膜衰退、催化劑層衰退、碳基腐蝕、雙極板退化等。輔助系統(tǒng)因素包括：空氣壓縮機(jī)濾油能力不佳、增濕器加濕能力不佳、熱管理能力不佳等。環(huán)境因素包括：工作溫度、氣壓條件、運(yùn)行工況等。例如：燃料電池的輸出功率主要由燃料供給速率決定，也就是氫氣和氧氣的供給能力。氫氣由于存儲于高壓瓶內(nèi)，本身處于高壓狀態(tài)，故可以實(shí)現(xiàn)高的供給效率，而空氣需要由空氣壓縮機(jī)壓縮加壓再輸入，在燃料電池的全生命周期里進(jìn)風(fēng)量可達(dá)50萬m3以上，若空壓機(jī)不具備良好的濾油能力，長期使用將有大量雜質(zhì)損傷膜電極組件(MEA)。氫氣在燃料電池等領(lǐng)域的應(yīng)用將推動氫能技術(shù)的發(fā)展。

現(xiàn)有的燃料電池發(fā)動機(jī)的供氣系統(tǒng)是由空壓機(jī)實(shí)現(xiàn)進(jìn)氣壓力和進(jìn)氣流量的控制的。供氣系統(tǒng)具體依靠空壓機(jī)或者鼓風(fēng)機(jī)將空氣吹進(jìn)燃料電池發(fā)動機(jī)的各個(gè)電堆中，與供給的氫氣進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)，生成電能和水。氫氣來自于高壓的氫氣罐，經(jīng)過兩次減壓之后依然持有一定壓力從而順利進(jìn)入各個(gè)電堆，而空氣需要經(jīng)過空壓機(jī)的鼓吹才能使得空氣附帶一定壓力而進(jìn)入各個(gè)電堆?？諌簷C(jī)需要根據(jù)需求功率的變化來調(diào)節(jié)壓縮量，保證電化學(xué)反應(yīng)的均衡性?，F(xiàn)有技術(shù)存在以下缺陷：這種方式首先需要空壓機(jī)根據(jù)需求功率的變化不斷變化工作模式，使得控制趨于復(fù)雜，并且空壓機(jī)的壽命降低，同時(shí)會產(chǎn)生較大的噪音，降低車輛舒適性；其次很難保證各個(gè)電堆進(jìn)氣壓力和進(jìn)氣量的一致性，不利于電化學(xué)反應(yīng)過程的穩(wěn)定進(jìn)行，進(jìn)而造成各電堆的功率不一致；另外，空壓機(jī)針對變功率的調(diào)節(jié)較慢，使得發(fā)動機(jī)的功率響應(yīng)較慢，進(jìn)而制約燃料電池發(fā)動機(jī)全功率覆蓋的發(fā)展。氫燃料電池車是可持續(xù)交通的重要組成部分。廣東燃料電池發(fā)動機(jī)系統(tǒng)方案

氫能技術(shù)需要相關(guān)單位、企業(yè)和社會各方面共同努力，才能實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。廣東燃料電池發(fā)動機(jī)系統(tǒng)方案

常見的氫燃料電池有PEMFC（質(zhì)子交換膜燃料電池）和SOFC（固態(tài)氧化物燃料電池)兩類。由于SOFC屬于高溫燃料電池，需要在500℃以上的溫度工作，并隨之帶來啟動時(shí)間長，部件壽命短的問題，因此不太適宜應(yīng)用于普通的汽車產(chǎn)品上。目前絕大多數(shù)情況下，提到的燃料電池汽車指的是采用了PEMFC技術(shù)（工作溫度約70℃）的車型。雖然燃料電池被給予了厚望，但從目前的情況看燃料電池在性能、壽命、成本以及基礎(chǔ)設(shè)施成熟度上都存在著不小的瓶頸，分別導(dǎo)致了“不好用”、“不耐用”、“用不起”、“用不了”的問題。加氫站的建設(shè)成本非常高，一個(gè)站點(diǎn)預(yù)計(jì)需要投入500萬以上，投資回收期很長。短期內(nèi)增多加氫站數(shù)量也是較為困難的。廣東燃料電池發(fā)動機(jī)系統(tǒng)方案