宿遷燃料電池整車動(dòng)力系統(tǒng)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(dòng)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(jī)轎車相比,燃料電池電動(dòng)汽車采用“燃料電池+電動(dòng)機(jī)”來代替?zhèn)鹘y(tǒng)車的“心臟”-發(fā)動(dòng)機(jī)和燃油系統(tǒng)。燃料電池轎車的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)發(fā)生較大的變化,主要表現(xiàn)在:電動(dòng)機(jī)替代內(nèi)燃機(jī)成為驅(qū)動(dòng)動(dòng)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(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)總體得到簡(jiǎn)化。但在行駛時(shí),燃料電池是主要的動(dòng)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(duì)于燃料電池汽車的性能至關(guān)重要。氫氣作為一種高效清潔的能源形式，具有巨大的發(fā)展?jié)摿ΑＫ捱w燃料電池整車動(dòng)力系統(tǒng)解決方案

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。連云港氫能源實(shí)訓(xùn)室建設(shè)費(fèi)用氫氣在燃料電池等領(lǐng)域的應(yīng)用將推動(dòng)氫能技術(shù)的發(fā)展。

為保證燃料電池穩(wěn)定高效運(yùn)行，同時(shí)提高氫氣利用率，通常采用氫氣循環(huán)的方法，即氫氣把電堆內(nèi)部生成的水帶出后，經(jīng)水氣分離裝置將液態(tài)水分離，再將氫氣循環(huán)送回到電堆陽極重復(fù)使用，同時(shí)對(duì)新鮮氫氣進(jìn)行加濕。傳統(tǒng)循環(huán)泵在涉氫涉水環(huán)境下，易發(fā)生“氫脆”，氫循環(huán)泵在結(jié)構(gòu)和材料的設(shè)計(jì)上不同于傳統(tǒng)循環(huán)泵，技術(shù)難度要高很多，氫循環(huán)泵需要具備密封設(shè)計(jì)好（氫氣容易泄露）、耐水性強(qiáng)（經(jīng)過電堆反應(yīng)后剩余的氫氣帶有少量水蒸氣）、流量大（適應(yīng)大功率電堆）、壓力輸出穩(wěn)定（低壓轉(zhuǎn)為高壓）、無油（保證氫氣純度）等特點(diǎn)。氫循環(huán)泵難度較大，目前國內(nèi)產(chǎn)品處于研發(fā)驗(yàn)證階段，尚不成熟，國內(nèi)系統(tǒng)企業(yè)主要是進(jìn)口德國普旭氫循環(huán)泵，普旭在中國市占率達(dá)到90% 。

燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)在額定功率輸出時(shí),凈輸出功率與進(jìn)入燃料電池堆的燃料熱值(低熱值)之比?該指標(biāo)為較常用的衡量經(jīng)濟(jì)性的指標(biāo)。燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)在怠速狀態(tài)下單位時(shí)間的氫消耗量,單位為g/s?燃料電池汽車工況復(fù)雜多變,而怠速是汽車經(jīng)常遇見的情況。盡管在混合動(dòng)力系統(tǒng)中,燃料電池系統(tǒng)怠速與車輛的怠速并不同時(shí)出現(xiàn),而且通過優(yōu)化系統(tǒng)配置和控制策略可以大幅減少怠速時(shí)間,但是怠速工況仍然會(huì)出現(xiàn)。有效氫利用率是燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)在正常工作條件下,由燃料電池堆通過電化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)換為水的氫氣占總共所加注氫氣的質(zhì)量百分比。有效氫利用率通常小于100%,主要是由于陽極排放造成的?提高有效氫利用率,不但有利于提高燃料經(jīng)濟(jì)性,而且也有助于減少排氫。中國已經(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。

燃料電池系統(tǒng)是專門為燃料電池汽車設(shè)計(jì)，作為其主供電模塊的電源系統(tǒng)，具有設(shè)計(jì)合理、功率密度高、可靠性好、效率高、環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)。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(rèn)為是理想的能源或能源載體。氫氣作為內(nèi)燃機(jī)燃料時(shí)，極易實(shí)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(jìn)一步發(fā)展，出現(xiàn)了將氫氣直接作為發(fā)動(dòng)機(jī)燃料的應(yīng)用，這種氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的汽車比上述電動(dòng)車更符合“氫燃料汽車”或“燃?xì)淦嚒钡姆Q謂。氫燃料主要用于汽油發(fā)動(dòng)機(jī)，國內(nèi)外都有報(bào)道稱已研制成 100%使用氫燃料的汽車，但實(shí)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。氫氣車的維護(hù)成本相對(duì)較低，具有較高的經(jīng)濟(jì)性和可持續(xù)性。連云港氫能源實(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。宿遷燃料電池整車動(dòng)力系統(tǒng)解決方案

燃料電池電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成：燃料電池電動(dòng)汽車FCEV與其他電動(dòng)汽車的根本區(qū)別，在于所用的動(dòng)力源是以燃料電池為主的，而電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及汽車所需的各種輔助功能等與其他電動(dòng)汽車基本相同。純?nèi)剂想姵剀囍挥腥剂想姵匾粋€(gè)動(dòng)力源，汽車的所有功率附和都有燃料電池承擔(dān)。目前燃料電池汽車多采用混合驅(qū)動(dòng)形式，在燃料電池的基礎(chǔ)上，增加了一組電池或超級(jí)電容作為另一個(gè)動(dòng)力源。主要結(jié)構(gòu)有：能量控制單元，空氣壓縮機(jī)，燃料電池堆，高壓儲(chǔ)氫瓶，動(dòng)力電池組，電動(dòng)機(jī)。高壓儲(chǔ)氫瓶提供燃料，動(dòng)力電池組提供而外的功率，讓車加速、爬坡和高速運(yùn)行。在車輛滑行時(shí)，能量控制單元將驅(qū)動(dòng)電機(jī)變?yōu)榘l(fā)電機(jī)，從而將部分汽車動(dòng)能變?yōu)殡娔芙o動(dòng)力電池充電。也就是說采用混合動(dòng)力形式后，不只可以采用功率較小的電池系統(tǒng)，還可以實(shí)現(xiàn)制動(dòng)能回收。還可以是燃料電池系統(tǒng)的運(yùn)行工況相對(duì)比較穩(wěn)定，有利提高燃料電池系統(tǒng)效率和壽命。宿遷燃料電池整車動(dòng)力系統(tǒng)解決方案

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