燃料電池電動汽車的動力系統(tǒng)由燃料電池發(fā)動機(發(fā)電系統(tǒng))、輔助動力源、DC/DC變換器、DC/AC逆變器和驅(qū)動電動機及各相應(yīng)的控制器,機械傳動與車輛行駛機構(gòu)等組成。燃料電池的反應(yīng)機理是將燃料中的化學(xué)能不經(jīng)過燃燒直接轉(zhuǎn)化為電能,即通過電化學(xué)反應(yīng)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,實際上就是電解水的逆過程,通過氫氧的化學(xué)反應(yīng)生成水并釋放電能。電化學(xué)反應(yīng)所需的還原劑一般采用氫氣,氧化劑則采用氧氣,因此較早開發(fā)的燃料電池電動汽車多是直接采用氫燃料,氫氣的儲存可采用液化氫、壓縮氫氣或金屬氫化物儲氫等形式。燃料電池的反應(yīng)不經(jīng)過熱機過程,因此其能量轉(zhuǎn)換效率不受卡諾循環(huán)的限制,能量轉(zhuǎn)化效率高;它的排放主要是水非常清潔,不產(chǎn)生任何有害物質(zhì)。因此,燃料電池技術(shù)的研究和開發(fā)備受各國相關(guān)單位與大公司的重視,被認(rèn)為是21世紀(jì)的潔凈、高效的發(fā)電技術(shù)之一。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。徐州氫能技術(shù)服務(wù)解決方案
鼓泡法加濕是在燃料電池進氣口前加入一個盛有蒸餾水的裝置,此方法通過調(diào)節(jié)進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,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。利用電池尾氣對燃料電池堆的氧化劑(還原劑)進行增濕,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散到膜的另一側(cè),之后蒸發(fā)至電池反應(yīng)氣中。無錫氫能源實訓(xùn)室建設(shè)怎么樣氫能技術(shù)的不斷發(fā)展將促進能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整與優(yōu)化。
燃料電池發(fā)動機系統(tǒng)高壓電安全非常重要,除了系統(tǒng)設(shè)計安裝時對電氣間隙和爬電距離設(shè)置安全距離外,還涉及燃料電池堆內(nèi)部冷卻液的導(dǎo)電性(電導(dǎo)率),燃料電池發(fā)動機系統(tǒng)在運行過程中會析出離子增加冷卻液的導(dǎo)電性,降低整個系統(tǒng)的安全性?因此需要實時監(jiān)控燃料電池發(fā)動機系統(tǒng)的絕緣性?當(dāng)前國家標(biāo)準(zhǔn)對燃料電池發(fā)動機系統(tǒng)的絕緣要求為≥100Ω/V(GB/T25319-2010)。根國家標(biāo)準(zhǔn)對燃料電池發(fā)動機系統(tǒng)絕緣電阻值的安全要求,在設(shè)計時可以在絕緣電阻檢測系統(tǒng)中設(shè)置兩級報警(400V平臺為例):一級報警為絕緣電阻≤100k,二級報警為絕緣電阻≤50k?當(dāng)發(fā)生一級報警時,上報故障;當(dāng)發(fā)生二級報警時,強行切斷高壓電并上報故障?
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(fù)雜。燃料電池系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)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(shè)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。氫能技術(shù)是一種使用氫作為能源的技術(shù)。
對于采用輔熱達(dá)到冷啟動的燃料電池系統(tǒng),在低溫啟動時都要求外界快速給予足夠電能去升溫。除了外接電源外,一能夠提供電能的就是動力電池部分了。這對動力電池的低溫性能是個考驗。動力電池多數(shù)都有充放電次數(shù)的要求。關(guān)于動力鋰電池電芯循環(huán)使用次數(shù)國家強制要求必須要在1000次以上,磷酸鐵鋰一般可以做到2000次,而三元鋰離子電池一般也能1000次以上。電池循環(huán)次數(shù)是以周期來計算的,也可以反過來說鋰離子電池充電周期是以循環(huán)次數(shù)來計算的。假設(shè)鋰離子電池的壽命是500個充電周期。怎么才能算作是一個充放電周期呢?一個充電周期意味著鋰離子電池的所有電量由滿用到空,再由空充到滿的過程,這并不等同于充一次電。所謂的500次,是指鋰離子電池廠家在恒定的放電深度(80%)實現(xiàn)了625次左右的可充次數(shù),達(dá)到了500個充電周期。再來個算式就更清楚了:625×80%=500.(忽略鋰離子電池容量減少等因素)。氫能技術(shù)具有能量密度高、穩(wěn)定性好、無排放等特點。廣州氫能技術(shù)服務(wù)采購
氫能技術(shù)可以提高能源利用效率,減少能源資源消耗。徐州氫能技術(shù)服務(wù)解決方案
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。可以說,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。徐州氫能技術(shù)服務(wù)解決方案