截至2020年底,全球氢燃料电池汽车保有量为32535辆,同比增长38%,韩国保有量达10906辆,位居全球一,美国为8931辆,我国氢燃料电池汽车保有量为7352辆排第三。燃料电池汽车关键关键部件或材料主要包括发动机、电堆和膜电极。从成本上看,燃料电池电堆约占燃料电池发动机的55%,而膜电极约占燃料电池电堆的65%。2020年,燃料电池商用车价格约为200万/辆,随着燃料电池系统生产规模化与燃料电池电堆关键零部件国产化,预计燃料电池汽车销售价格将以每年10%的幅度下降。燃料电池发动机系统:氢燃料电池汽车的关键为燃料电池发动机系统,关系着整车运行的安全性,对燃料电池汽车是否具备成熟、可靠的性能表现具有重要影响。氢能技术的市场前景吸引了越来越多的企业投入到氢能领域的研发和应用中。广州氢能源实训室建设公司电话
燃料电池电动汽车动力系统的结构组成:燃料电池电动汽车FCEV与其他电动汽车的根本区别,在于所用的动力源是以燃料电池为主的,而电动机驱动、传动机构及汽车所需的各种辅助功能等与其他电动汽车基本相同。纯燃料电池车只有燃料电池一个动力源,汽车的所有功率附和都有燃料电池承担。目前燃料电池汽车多采用混合驱动形式,在燃料电池的基础上,增加了一组电池或超级电容作为另一个动力源。主要结构有:能量控制单元,空气压缩机,燃料电池堆,高压储氢瓶,动力电池组,电动机。高压储氢瓶提供燃料,动力电池组提供而外的功率,让车加速、爬坡和高速运行。在车辆滑行时,能量控制单元将驱动电机变为发电机,从而将部分汽车动能变为电能给动力电池充电。也就是说采用混合动力形式后,不只可以采用功率较小的电池系统,还可以实现制动能回收。还可以是燃料电池系统的运行工况相对比较稳定,有利提高燃料电池系统效率和寿命。黑龙江氢能源实训室建设企业氢气发动机和电池技术是改善交通运输能源效率的发展趋势。
根据氢燃料电池特性,质子交换膜氢燃料电池(PEMFC)是电动汽车的理想动力源,它将氢气和氧气通过电化学反应直接转化为电能,其过程不涉及燃烧,能量转化率高,产物只为电、热和水,运行平稳,噪音低,被称为“环保发动机”。氢燃料电池是实现氢能源产业化的关键环节,氢燃料电池汽车是我国新能源汽车战略的重要组成部分,也是氢燃料电池技术推广应用的重要领域。发达国家纷纷将其列入未来汽车先进动力的发展方向和国家战略,我国相关单位与各级地方相关单位先后出台了一系列政策,规划和引导氢燃料电池技术应用和市场的进一步发展。
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。供氢系统将氢从氢气罐输送到燃料电池电堆,由空气过滤器、空气压缩机和加湿器组成的供气系统为燃料电池堆提供氧气,水热管理系统采用单独的水和冷却剂回路来消除废热和反应产物(水)。在供氢系统中,空压机是车用燃料电池发动机的“肺”,提供电堆反应所需的氧气。中国已经提出了发展氢能产业的倡议,积极推动氢能技术的应用和推广。
空气供应子系统原理:空气作为燃料电池的氧化剂,其过流量和压力直接影响燃料电池堆的发滤电效率,当采用常压供给燃料电池堆器空压机调节阀时,燃料电池堆前的空气增湿相对湿度要高,否则会导致膜电极失水,大幅度降低电池性能。采用加压空气供气,电池组阴极的极化小于采用常压空气供应子系统原理燃料电池空气的极化,即电池组的性能会上升。因此,低成本、低功耗、低质量体积比的空压机已成为研究热点。燃料电池汽车关键部分的燃料电池系统有燃料电池堆、氢气循环系统、加湿器和空压机这四个关键部件。其中空气压缩机的作用是根据燃料电池堆的输出功率为燃料电池提供所需压力和流量的空气,对于燃料电池系统的性能有着重要的影响。增加氧气的供气压力可以使燃料电池系统的功率密度增加、燃料电池堆效率提高、体积尺寸减小。氢气车的维护成本相对较低,具有较高的经济性和可持续性。青岛燃料电池发动机系统公司电话
氢气是一种安全、高效、环保的能源形式,对于推动全球可持续发展具有重要意义。广州氢能源实训室建设公司电话
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。广州氢能源实训室建设公司电话