氫燃料電池指的是氫通過與氧的化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生電能的裝置,氫燃料電池車的驅(qū)動(dòng)力來自于車上的電動(dòng)機(jī),就像純電動(dòng)車一樣。雖然“氫燃料電池”這五個(gè)字里面,有“電池”這兩個(gè)字,但實(shí)際上,它和我們?nèi)粘S玫哪欠N小電池,或者汽車上的鋰電池,都不太一樣。燃料電池其實(shí)是一個(gè)能把燃料中的化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能的發(fā)電裝置。所以這個(gè)“燃料電池”是需要不斷加入“燃料”才能產(chǎn)生電的,而這個(gè)燃料,較常見的就是氫。雖然任何能分解出氫氣的碳?xì)浠衔?,例如天然氣、醇、或甲烷等,都可以分解出氫,但分解的產(chǎn)物中含有二氧化碳,也就是不那么環(huán)保了,所以之后在汽車上使用的燃料電池,都是直接使用氫氣作為“燃料”,之后排出的就只有水和熱量,沒有任何污染。利用氫氣代替?zhèn)鹘y(tǒng)燃料在環(huán)境和能源方面都是一個(gè)重要的趨勢(shì)。南京燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)企業(yè)
電子控制子系統(tǒng)也叫自動(dòng)控制系統(tǒng)(automatic control system),包含傳感器、執(zhí)行器閥、開關(guān)、控制邏輯部件等總成,保證空氣子系統(tǒng)、氫氣子系統(tǒng)及水熱管理子系統(tǒng)的各部件能夠協(xié)調(diào)、高效地工作,使其可以發(fā)揮出較大效能??諝夤?yīng)子系統(tǒng)的作用是將具有一定壓力、流量以及濕度的空氣供應(yīng)給燃料電池堆。通??諝夤┙o系統(tǒng)包括過濾裝置、空壓機(jī)、加濕器、調(diào)節(jié)閥等。其中地面應(yīng)用的燃料電池一般采用空氣作為氧化劑,而航空和潛艇等特殊場(chǎng)所則采用純氧??諝饨?jīng)過過濾裝置(過濾掉空氣中的油滴、灰塵、水滴等雜質(zhì))、空氣流量計(jì)、空壓機(jī)(增加空氣進(jìn)堆壓力)、加濕器(增加空氣進(jìn)堆濕度)調(diào)節(jié)閥(調(diào)節(jié)空氣流量)等進(jìn)入反應(yīng)堆。無錫氫能源實(shí)訓(xùn)室建設(shè)費(fèi)用目前,氫能技術(shù)已經(jīng)在交通、制造、能源等領(lǐng)域得到普遍應(yīng)用。
現(xiàn)有的燃料電池發(fā)動(dòng)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(dòng)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(huì)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(duì)變功率的調(diào)節(jié)較慢,使得發(fā)動(dòng)機(jī)的功率響應(yīng)較慢,進(jìn)而制約燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)全功率覆蓋的發(fā)展。
鼓泡法加濕是在燃料電池進(jìn)氣口前加入一個(gè)盛有蒸餾水的裝置,此方法通過調(diào)節(jié)進(jìn)入燃料電池氣體的流量、蒸餾水的溫度和液面高度來改變加濕量。液態(tài)水噴射加濕裝置由兩個(gè)部分組成:高壓噴射室和膨脹室。該裝置是把水直接噴入燃料電池堆的氣體導(dǎo)流板或進(jìn)氣管路中,水噴入后在氣體管路中形成霧狀,當(dāng)這股混合氣體遇到燃料電池本身的反應(yīng)熱時(shí),水霧就能迅速蒸發(fā)。此加濕裝置是通過調(diào)節(jié)加濕氣體的流量、噴射水的壓力來改變加濕量的大小。利用電池尾氣對(duì)燃料電池堆的氧化劑(還原劑)進(jìn)行增濕,溫暖潮濕的尾氣(液態(tài)水)通過膜的一側(cè),然后在濃度差的作用下擴(kuò)散到膜的另一側(cè),之后蒸發(fā)至電池反應(yīng)氣中。氫氣燃料電池汽車可以有效解決城市交通中的污染和擁堵問題。
燃料電池汽車空壓機(jī)的類型:目前常用的空壓機(jī)類型有渦旋式、螺桿式、活塞式、離心式、羅茨式和滑片式。1)渦旋式空壓機(jī)容積效率較高,壓力和流量可連續(xù)調(diào)整,高效率工作區(qū)較寬,但質(zhì)量和體積較大;在豐田、UTC等公司的燃料電池中已有應(yīng)用。2)螺桿式空壓機(jī)的工作原理是利用螺旋齒相互嚙合;螺杄嚙合線把螺旋槽分割成多個(gè)密封工作腔,螺桿轉(zhuǎn)動(dòng),密封腔在一端形成,不斷向另一端移動(dòng)。螺桿式空壓機(jī)又分為雙螺杄和單螺桿兩種?;娇諌簷C(jī)是容積式旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)。轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí),滑片受離心力的作用從槽中甩出,其端部緊貼在氣缸內(nèi)表面上,把月牙形的空間分割成若干扇形小室,稱之為基元。隨著轉(zhuǎn)子的連續(xù)旋轉(zhuǎn),基元容積從大到小周而復(fù)始地變化,由此達(dá)到壓縮氣體的目的。氫能技術(shù)的關(guān)鍵是燃料電池技術(shù),該技術(shù)利用氫氣和氧氣反應(yīng)產(chǎn)生電能,從而驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車等設(shè)備。無錫氫能源實(shí)訓(xùn)室建設(shè)費(fèi)用
中國(guó)已經(jīng)提出了發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)的倡議,積極推動(dòng)氫能技術(shù)的應(yīng)用和推廣。南京燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)企業(yè)
用作發(fā)動(dòng)機(jī)燃料的氫氣,可通過甲醇重整等方法獲得。液態(tài)的甲醇便于被汽車加灌和配帶;甲醇能從許多種植物或化工廢料中提取,易于燃料站的設(shè)立;這些都有利于氫燃料在傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)上的應(yīng)用。上世紀(jì)90年代,國(guó)內(nèi)外相繼有汽車廠研制出 100%燃燒甲醇的發(fā)動(dòng)機(jī)。但這類發(fā)動(dòng)機(jī)還停留在實(shí)驗(yàn)室階段,沒有大范圍推廣。主要是由于甲醇的霧化條件、燃燒特性、儲(chǔ)能密度等與傳統(tǒng)燃料汽油、柴油不完全相同,相應(yīng)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造要求也不同。各能源按照儲(chǔ)能密度大小排序?yàn)椋浩?> 甲醇 > 氫燃料電池 > 鋰系電池 > 傳統(tǒng) Pb 電池。汽油的發(fā)熱量是34778 k J,其能量密度約 13073 Wh·kg,遠(yuǎn)大于其它能源。因此,以汽油為燃料的汽車連續(xù)行駛里程大、加速性能和爬坡性能好。在氫燃料中混合一定汽油(或柴油),可以充分利用汽油的高儲(chǔ)能密度特性。南京燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)企業(yè)