燃料电池系统指用于车辆、游艇、航空航天及水下动力设备等作为驱动动力电源或辅助动力,通过电化学反应过程将反应物(燃料和氧化剂)的化学能转化为电能和热能的系统。燃料电池系统原理如图3-1所示,整个燃料电池系统由燃料电池堆、空气供应子系统、氢气供应子系统、水热管理子系统、控制子系统组成。燃料电池堆是整个系统电化学反应的场所,其他子系统主要是相互协调确保燃料电池堆的电化学反应能够正常、高效可靠地工作。燃料电池堆由多个单体电池、隔板、冷却板、进气歧管等构成,是把富氢气体和空气进行电化学反应生成直流电,并同时产生热、水等其他副产物的总成。燃料电池堆由多个单体电池以串联方式层叠组合而成。将双极板与膜电极三合一组件 (MEA)交替叠合,各单体之间嵌入密封件,经前、后端板压紧后用螺杆紧固拴牢,即构成质子交换膜燃料电池堆。应用氢气技术可以缓解能源危机,实现可持续发展。福建氢能技术服务供应商
过载工况下电压下降百分比:该指标是指燃料电池发动机在过载工况下相对于额定工况电压下降的百分数。若在过载工况下电压下降过多,会造成输出功率下降,无法满足过载功率的输出要求。环境适应性是指燃料电池发动机适应周围环境的能力,主要反映了对于燃料电池发动机在不同环境条件下均能按预期要求、可靠工作的特性。在设计燃料电池发动机时,必须考虑满足环境适应性指标,以保证燃料电池汽车能够在各种环境下正常行驶。常见的适应性指标包括:较低启动温度、工作环境温度范围、工作海拔范围、存储温度范围等。燃料电池发动机能够启动成功的较低环境温度,单位为℃。低温启动是燃料电池汽车商业化的技术瓶颈之一。降低较低启动温度,是提高燃料电池发动机低温适应性的重要目标。福建氢能技术服务供应商氢能技术具有能量密度高、稳定性好、无排放等特点。
从理论上讲,纯电动车具有更高的能源效率,但是过大的电池重量降低了这种优势,特别是对于长途运输用的重型车辆。纯电动车必须为每多行驶一英里增加更多的电池容量,从而给车辆增加额外的重量 。比如在特斯拉的电动重卡模型中,预计其电池重量可以达到4.5吨。而燃料电池车就没有这样的问题,因为其所携带的氢气质量远小于同等能量所需的电池质量。这是因为氢具有更高的比能 — 大约120MJ/kg,而电池的比能是5MJ/kg。除了动力系统,车辆的其他部件基本上是相同的。车辆底盘包括传动、转向、制动和行驶系统。车辆电子系统主要由底盘控制系统,安全系统和车辆电子产品,比如信息娱乐/通信,高级驾驶辅助系统(“ADAS”)以及传感器等构成。之后,车身包括车身主体、座椅和内饰。
对于大多数不了解的消费者来说,燃料电池车听起来极其复杂和精密。然而,当燃料电池车被分解成各个模块时,它其实是非常简单的。正因为这种简单性,燃料电池技术已经被普遍应用于各种车型。与大部分现代化汽车一样,燃料电池车由四个基本模块组成:动力系统、底盘、汽车电子系统和车身。动力系统通过燃料电池系统和电动机为汽车提供动力。这种能量来源于氢,氢储存在车辆的压力罐中。燃料电池堆将这些能量转化为电能,并由电池作为辅助一同驱动电动机。这与纯电动车的原理没有太大不同,但是燃料电池车的电池容量要小得多。因为纯电动车的电池用于储存驱动汽车所需的全部能量,而燃料电池车只需使用电池来辅助稳定燃料电池的输出功率:在功率需求较低时吸收额外的电力,在功率需求大时释放电力。氢气充电站建设是氢能技术推广的重要环节。
电堆性能低温性能:一方面,在低温环境下燃料电池性能将大幅下降。另一方面,燃料电池在反应过程中依赖水,同时反应也能生成水,在低温环境下若水冻结,则体积膨胀后可能会损伤膜电极组件。因此需要克服低温冷启动问题。续航能力:对于燃料电池汽车来说续航能力的多少意味着携带氢气有多少。一般情况下1kg氢气约产生18Kwh的电,一辆B级车百公里耗电也约为18kwh。若要实现600km的续航则需要6kg的氢气(1000L氢为89.2g),折合约67200 L。常见的储氢瓶一般能承受35MPa,因此则需要192 L的空间。普通汽车的油箱大小一般在35L~70L。可见若无法增大储氢瓶的气压,在不占用车内空间的情况下,续航能力将明显下降。因此将储氢瓶提升至了70MPa。燃料电池产业有着很长的产业链,对材料、工艺、集成技术的基础要求非常高,同时需要成熟的部件,如空压机、增湿器、DCDC、传感器作为配套。可以说燃料电池产业需要通过健壮工业体系来推动,而从目前的情况来依然还有很长的路要走。氢能技术的发展需要产业链上下游的协同配合,形成完整的产业生态。福建氢能技术服务方案
氢能技术在可再生能源领域有广阔的应用前景。福建氢能技术服务供应商
燃料电池发动机主要部件包括电堆、发动机控制器、氢气供给系统、空气供给系统等。燃料电池电堆是发动机系统的关键部件,是燃料电池发动机的动力来源,对燃料电池发动机的关键性能和成本具有较大的影响。电堆的主要材料包括膜电极、双极板、端板等,其中膜电极是燃料电池电堆的关键部件,对电堆的性能、寿命和成本具有关键影响,膜电极又可以分为催化剂、扩散层、质子交换膜等。随着终端领域的推广,电堆产业发展快速。膜电极、双极板、质子交换膜虽然生产规模较小,但已有国产化能力。从国市场格局来看,行业目前属于寡头竞争,CR5占比50%。福建氢能技术服务供应商