燃料電池發(fā)動機（Fuel Cell Engines）是一種將氫氣和氧氣通過電化學(xué)反應(yīng)直接轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電裝置。其過程不涉及燃燒，無機械損耗，能量轉(zhuǎn)化率高，產(chǎn)物只為電、熱和水，運行平穩(wěn)，噪音低。被稱為“環(huán)保發(fā)動機”。燃料電池發(fā)動機，將氫和氧經(jīng)過電化學(xué)反應(yīng)將化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能的發(fā)動機系統(tǒng)。一般包括燃料電池堆、氣體輸配和回收系統(tǒng)、散熱和加濕系統(tǒng)、監(jiān)測和控制系統(tǒng)、氫氣安全系統(tǒng)、輔助電源、電能輸出系統(tǒng)?？捎糜谲囕v、航空航天和水下等裝置的驅(qū)動動力電源和輔助動力。目前，有5種已知的燃料電池類型。其名稱與采用的相應(yīng)的電解質(zhì)有關(guān)。氫氣在工業(yè)和交通等領(lǐng)域的應(yīng)用將推動氫能技術(shù)的發(fā)展。深圳燃料電池整車動力系統(tǒng)功能

燃料電池系統(tǒng)的主要研究熱點包括：使用輕質(zhì)材料，優(yōu)化設(shè)計，提高燃料電池系統(tǒng)的比功率；提高PEMFC系統(tǒng)快速冷啟動能力和動態(tài)響應(yīng)性能；研究具有負(fù)荷跟隨能力的燃料處理器；對電池或超級電容、氫氣存儲進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計，提高系統(tǒng)的效率和調(diào)峰能力，回收制動能量等。 燃料電池系統(tǒng)除燃料電池本體(發(fā)電系統(tǒng))外，還有一些周圍裝置，包括燃料重整供應(yīng)系統(tǒng)、氧氣供應(yīng)系統(tǒng)、水管理系統(tǒng)、熱管理系統(tǒng)、直流-交流逆變系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、安全系統(tǒng)等。燃料重整供應(yīng)系統(tǒng)，作用是將外部供給的燃料轉(zhuǎn)化為以氫為主要成分的燃料。如果直接以氫氣為燃料，供應(yīng)系統(tǒng)可能比較簡單。若使用天然氣等氣體碳?xì)浠衔锘蛘呤?、甲醇等液體燃料，需要通過水蒸氣重整等方法對燃料進(jìn)行重整。而用煤炭作燃料時，則要先轉(zhuǎn)換為以氫和一氧化碳為主要成分的氣體燃料。用于實現(xiàn)這些轉(zhuǎn)換的反應(yīng)裝置分別稱為重整器、煤氣化爐等?；窗矚淠茉磳嵱?xùn)室建設(shè)排名氫能技術(shù)的發(fā)展需要克服技術(shù)瓶頸和市場障礙，推動實現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用。

在開發(fā)燃料電池汽車中仍然存在著技術(shù)性挑戰(zhàn),如燃料電池組的一體化,提高商業(yè)化電動汽車燃料處理器和輔助部汽車制造廠都在朝著集成部件和減少部件成本的方向努力,并已取得了明顯的進(jìn)步。但與傳統(tǒng)的內(nèi)燃機轎車相比,燃料電池電動汽車采用“燃料電池+電動機”來代替?zhèn)鹘y(tǒng)車的“心臟”-發(fā)動機和燃油系統(tǒng)。燃料電池轎車的動力傳動系統(tǒng)發(fā)生較大的變化,主要表現(xiàn)在:電動機替代內(nèi)燃機成為驅(qū)動動力源;離合器與扭轉(zhuǎn)減振器被省略;多擋變速器通常被替換為減速器。因此,燃料電池汽車的動力傳動系統(tǒng)總體得到簡化。但在行駛時,燃料電池是主要的動力來源,蓄電池為輔助能量來源。汽車需要的功率主要由燃料電池提供?？梢哉f,車用燃料電池的選取,對于燃料電池汽車的性能至關(guān)重要。

除電堆以外，燃料電池發(fā)動機還需要一系列輔助系統(tǒng)才能實現(xiàn)其功能。其中控制系統(tǒng)通過高精度調(diào)節(jié)反應(yīng)氣體的壓力及流量等使得電堆中的反應(yīng)始終維持在輸出功率、溫度、濕度均合適的水平，保證發(fā)動機穩(wěn)定可靠工作；氫氣和空氣供給系統(tǒng)是為電堆提供合適壓力、溫度、濕度、流量的氫氣與空氣；水熱管理系統(tǒng)用于保持燃料電池內(nèi)部水平衡和熱平衡。此外，燃料電池發(fā)動機系統(tǒng)配備由車載高壓儲氫瓶和配套閥件組成的車載氫系統(tǒng)用于儲存燃料，以及用于實現(xiàn)燃料電池與整車高壓之間解耦的DC/DC變換器。根據(jù)《中國氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)白皮書》，氫能將成為中國能源體系重要組成部分，2050年能源體系中占比約10%，氫氣需求量達(dá)6000萬噸，加氫站10000座以上，氫燃料汽車產(chǎn)量達(dá)500萬輛/年，行業(yè)發(fā)展前景廣闊。氫燃料電池汽車是一種無排放的交通工具，具有提高運行效率、降低運行成本的優(yōu)勢。

燃料電池車由于其簡單性和靈活性而具有普遍的應(yīng)用場景。燃料電池車和電動車都是為了促進(jìn)零排放和可持續(xù)交通系統(tǒng)所采用的傳統(tǒng)燃油車的替代方案。如圖14所示，許多國家都出臺了禁止燃油車的政策 106 。使用燃料電池車和電動車這類的清潔能源汽車已經(jīng)成為不可否認(rèn)的未來趨勢。與燃料電池車相比，純電動車的開發(fā)和應(yīng)用在大多數(shù)場景中更加成熟，但由于電池重量和續(xù)航里程問題而受到限制。純電動車的真實環(huán)境續(xù)航里程通常比其官方公布的實驗路況下的續(xù)航里程有較大的折扣。電池性能也容易受到外界環(huán)境的影響，低溫對續(xù)航里程影響較大 。氫能技術(shù)可以成為能源轉(zhuǎn)型的重要路徑之一，減輕對傳統(tǒng)化石燃料的依賴。成都?xì)淠芗夹g(shù)服務(wù)采購

氫能技術(shù)的實現(xiàn)需要相關(guān)單位、工業(yè)和學(xué)術(shù)界的合作與支持。深圳燃料電池整車動力系統(tǒng)功能

燃料電池發(fā)動機單位質(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)計水平,對汽車輕量化設(shè)計具有重要意義。體積比功率和質(zhì)量比功率是燃料電池發(fā)動機的重要性能指標(biāo),能夠反映其系統(tǒng)集成度。經(jīng)濟性是指燃料電池發(fā)動機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)濟性主要指標(biāo)包括:額定功率下的發(fā)動機效率?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。深圳燃料電池整車動力系統(tǒng)功能

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