燃料電池空壓機:空壓機有以下幾點性能要求:1)效率高。燃料電池空壓機的動力由燃料電池的輸出的電能提供,在輔助功耗中占比高達80%。如果空壓機效率過低會嚴重降低燃料電池系統(tǒng)的性能。2)無油。燃料電池堆中的質(zhì)子交換膜對油污十分敏感,如果不在無油環(huán)境下工作可能會因催化劑中毒而導(dǎo)致質(zhì)子交換膜失效。3)質(zhì)量輕、體積小。車載燃料電池空壓機要安裝在汽車上,如果體積過大則會占據(jù)大量空間,影響整車的布置;而質(zhì)量過大則會增加整車慣性,影響起步加速和制動性能。4)動態(tài)響應(yīng)快。車載燃料電池的功率變化頻繁,所以空壓機應(yīng)盡量做到無延遲地對流量和壓力進行調(diào)整,以能夠跟蹤輸出功率的變化。氫能技術(shù)的應(yīng)用需要與現(xiàn)有的能源體系相互協(xié)調(diào),形成新的能源轉(zhuǎn)型路徑。廣西氫能技術(shù)服務(wù)企業(yè)
燃料電池系統(tǒng)是專門為燃料電池汽車設(shè)計,作為其主供電模塊的電源系統(tǒng),具有設(shè)計合理、功率密度高、可靠性好、效率高、環(huán)境友好等優(yōu)點。氫氣不含有碳,燃燒后不產(chǎn)生CO2。氫氣可以通過太陽能、風(fēng)能等可再生能源獲得,被認為是理想的能源或能源載體。氫氣作為內(nèi)燃機燃料時,極易實現(xiàn)稀薄燃燒,排放污染物少,熱效率高。早在100 多年前,英國科學(xué)家就提出用氫為燃料的理論,但這一理論主要用于利用氫反應(yīng)發(fā)電的原理制成質(zhì)子交換膜燃料電池。隨著氫燃料技術(shù)的進一步發(fā)展,出現(xiàn)了將氫氣直接作為發(fā)動機燃料的應(yīng)用,這種氫燃料發(fā)動機驅(qū)動的汽車比上述電動車更符合“氫燃料汽車”或“燃氫汽車”的稱謂。氫燃料主要用于汽油發(fā)動機,國內(nèi)外都有報道稱已研制成 100%使用氫燃料的汽車,但實際應(yīng)用的氫燃汽車大多采用氫與汽油或柴油混合的燃料。廣西氫能技術(shù)服務(wù)企業(yè)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。
氫燃料在車輛驅(qū)動能源方面的應(yīng)用,起始于把氫燃料電池用作電動車電源。近代的氫燃料電動車的某些性能可滿足使用要求,如戴克公司的使用 Mark 900 氫燃料電池的NECAR5 電動車,其電動機輸出功率可達 75 k W,較高時速可達 150 km?h。但電動車不可能完全取代汽車,主要是因為電池的壽命遠短于發(fā)動機壽命,而且電動車的較大連續(xù)行駛里程受到配備電池數(shù)量的限制,一般,電動車裝用近百公斤的電池,較大續(xù)行駛里程也只 200 km 左右。尤其是對于數(shù)量巨大的在用汽車,不可能將其發(fā)動機全報廢而改用電動機驅(qū)動。因此近代專業(yè)人員一直致力于將氫氣直接作為發(fā)動機燃料的研究,一方面適合發(fā)動機能源、排放等方面的要求,另一方面又滿足汽車連續(xù)行駛里程及能利用在用的發(fā)動機。
而燃料電池是將“燃料”和“氧氣”進行“電化學(xué)反應(yīng)”將化學(xué)能先轉(zhuǎn)化為電能,再通過電能驅(qū)動車輛。同樣都是利用“燃料”和“氧化劑”進行反應(yīng)但兩者有著本質(zhì)的區(qū)別,在內(nèi)燃機的燃燒反應(yīng)中電子的運動是無序的,大量的化學(xué)能被轉(zhuǎn)化為熱能消耗掉了(內(nèi)燃機的效率約25%)。而在燃料電池的電化學(xué)反應(yīng)中電子是有序移動的(燃料電池的效率可達60%以上),后者的能量利用率更高。自古以來人類利用能源始終是從無序到有序,從不可控到可控的過程,所以若從宏觀的角度思考燃料電池代替內(nèi)燃機應(yīng)該是一種趨勢。除了廣為人知的氫以外,甲醇、天然氣、煤氣都可以成為燃料電池所需的“燃料”,但氫燃料能量密度高、排放清潔性好,依然是較主要的發(fā)展方向。氫能技術(shù)可以提高能源利用效率,減少能源資源消耗。
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6000萬噸,加氫站10000座以上,氫燃料汽車產(chǎn)量達500萬輛/年,行業(yè)發(fā)展前景廣闊。氫氣燃料電池汽車是未來汽車發(fā)展的一個重要方向。廣州燃料電池整車動力系統(tǒng)購買
氫能技術(shù)還需要解決環(huán)保和安全等問題,保障其健康有序的發(fā)展。廣西氫能技術(shù)服務(wù)企業(yè)
在燃料電池車中,燃料電池系統(tǒng)由燃料電池組和輔助系統(tǒng)組成。燃料電池堆是關(guān)鍵部件,它將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能為汽車提供動力。燃料電池系統(tǒng)除燃料電池堆外,還有四個輔助系統(tǒng):供氫系統(tǒng)、供氣系統(tǒng)、水管理系統(tǒng)和熱管理系統(tǒng)。供氫系統(tǒng)將氫從氫氣罐輸送到燃料電池堆;由空氣過濾器、空氣壓縮機和加濕器組成的供氣系統(tǒng)為燃料電池堆提供氧氣;水熱管理系統(tǒng)采用單獨的水和冷卻劑回路來消除廢熱和反應(yīng)產(chǎn)物(水)。通過熱管理系統(tǒng),可以從燃料電池中獲取熱量來加熱車輛的駕駛室等,提高車輛的效率。燃料電池系統(tǒng)產(chǎn)生的電力通過動力控制單元(“PCU”)傳到電動機,在電池的輔助下,在需要時提供額外的電力。廣西氫能技術(shù)服務(wù)企業(yè)