除电堆以外,燃料电池发动机还需要一系列辅助系统才能实现其功能。其中控制系统通过高精度调节反应气体的压力及流量等使得电堆中的反应始终维持在输出功率、温度、湿度均合适的水平,保证发动机稳定可靠工作;氢气和空气供给系统是为电堆提供合适压力、温度、湿度、流量的氢气与空气;水热管理系统用于保持燃料电池内部水平衡和热平衡。此外,燃料电池发动机系统配备由车载高压储氢瓶和配套阀件组成的车载氢系统用于储存燃料,以及用于实现燃料电池与整车高压之间解耦的DC/DC变换器。根据《中国氢能源及燃料电池产业白皮书》,氢能将成为中国能源体系重要组成部分,2050年能源体系中占比约10%,氢气需求量达6000万吨,加氢站10000座以上,氢燃料汽车产量达500万辆/年,行业发展前景广阔。氢能技术的应用将成为推动世界能源转型的重要手段之一,为可持续发展做出贡献。黑龙江氢能技术服务购买
额定净输出功率:燃料电池发动机在制造厂规定的额定工况下能够持续工作的净输出功率,即燃料电池堆输出功率减去辅助系统消耗功率后所剩的功率,单位为千瓦(kW)?额定净输出功率反映了燃料电池发动机在较常用的额定工况下为整车提供功率输出的能力。过载功率及过载功率持续时间,过载功率反映了燃料电池发动机在较高车速下的后备功率输出能力,仍然由车辆行驶的功率平衡方程可知,它决定了整车在极限工况下的动力学性能?过载功率持续时间与过载功率成对使用,单位为秒(s)。燃料电池发动机单位体积能够输出的额定功率,单位为kW/L?体积比功率反映燃料电池系统设计的空间紧凑程度,与汽车总布置形式密切相关。湖北燃料电池发动机系统咨询随着氢能技术的快速发展,其在未来的应用领域及市场前景将会越来越普遍。
燃料电池汽车的运行并不是一个稳态情况,频繁的启动、加速和爬坡使得汽车动态工况非常复杂。燃料电池系统的动态响应比较慢,在启动、急加速或爬陡坡时燃料电池的输出特性无法满足车辆的行驶要求。在实际燃料电池汽车上,常常需要使用燃料电池混合电动汽车设计方法,即引入辅助能源装置(蓄电池、超级电容器或蓄电池十超级电容器)通过电力电子装置与燃料电池并网,用来提供峰值功率以补充车辆在加速或爬坡时燃料电池输出功率能力的不足。另一方面,在汽车怠速、低速或减速等工况下,燃料电池的功率大于驱动功率时,存储富余的能量,或在回馈制动时,吸收存储制动能量,从而提高整个动力系统的能量效率。
功率品质是指燃料电池发动机在工作过程中平稳输出电功率的性能,反映了燃料电池发动机输出功率的品质。特别要求燃料电池发动机输出电压应保持一定的平稳性,以利于直流变换器及其他高压电器工作。其主要指标包括:电压范围、额定功率下电压波动带宽、过载工况下电压下降百分比等。燃料电池发动机在全工况下的电压范围,单位为Ⅴ。全工况电压范围包括了从燃料电池发动机的开路电压到较大电流密度下的电压,反映了燃料电池发动机的功率品质。燃料电池发动机在额定功率输出时电压波动的带宽(幅度),单位为Ⅴ。该指标反映了燃料电池发动机平稳输出额定功率的能力。氢气发电的效率高、排放少、无噪音等特点,可以被普遍应用。
空气供应子系统的主要作用是对进入燃料电池的空气进行过滤、增湿、压力调节等方面的处理,保证燃料电池电堆阴极侧温度、湿度、压力及流量在较佳范围内。氢气供应子系统也叫燃料处理系统,其主要作用是把输入的燃料进行增湿等相关处理,从而转变成适于在燃料电池堆内运行的富氢气体,保证燃料电池堆阳极侧温度、压力及流量(湿度),同时保证氢气的利用率。水热管理子系统用以维持燃料电池系统的热平衡,可以回收多余的热量,并在燃料电池系统启动时能够进行辅助加热的系统,保证燃料电池堆内部快速到达适宜的温度区间,同时保证阴阳极两侧在较佳的工作区域内运行。制氢技术的发展可以解决氢能技术的经济性和可持续性问题。河南燃料电池整车动力系统费用
氢能技术的实现需要相关单位、工业和学术界的合作与支持。黑龙江氢能技术服务购买
燃料电池发动机单位质量能够输出的额定功率,单位为kW/kg或W/kg?质量比功率也称为功率密度,反映燃料电池系统轻量化设计水平,对汽车轻量化设计具有重要意义。体积比功率和质量比功率是燃料电池发动机的重要性能指标,能够反映其系统集成度。经济性是指燃料电池发动机在满足其他方面要求的前提下,尽可能少地消耗能源和成本的性能。经济性指标对于提高燃料电池汽车续驶里程?降低燃料电池发动机和燃料电池汽车的成本并促进其商业化具有重要意义。经济性主要指标包括:额定功率下的发动机效率?额定功率氢消耗率?怠速氢消耗率。有效氢利用率及单位功率成本等。黑龙江氢能技术服务购买
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