燃料电池整车动力系统开发

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｡氢气制备的成本和能源消耗是氢能技术普及和推广的重点。燃料电池整车动力系统开发

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。广西燃料电池发动机系统价钱氢气车的运行成本相对较低，更适合长途出行和物流配送等领域的应用。

燃料电池电动汽车的动力系统由燃料电池发动机（发电系统）、辅助动力源、DC／DC变换器、DC／AC逆变器和驱动电动机及各相应的控制器，机械传动与车辆行驶机构等组成。燃料电池的反应机理是将燃料中的化学能不经过燃烧直接转化为电能，即通过电化学反应将化学能转化为电能，实际上就是电解水的逆过程，通过氢氧的化学反应生成水并释放电能。电化学反应所需的还原剂一般采用氢气，氧化剂则采用氧气，因此较早开发的燃料电池电动汽车多是直接采用氢燃料，氢气的储存可采用液化氢、压缩氢气或金属氢化物储氢等形式。燃料电池的反应不经过热机过程，因此其能量转换效率不受卡诺循环的限制，能量转化效率高；它的排放主要是水非常清洁，不产生任何有害物质。因此，燃料电池技术的研究和开发备受各国相关单位与大公司的重视，被认为是21世纪的洁净、高效的发电技术之一。

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。氢气在储能和航空航天等方面也有普遍应用。

而燃料电池是将“燃料”和“氧气”进行“电化学反应”将化学能先转化为电能，再通过电能驱动车辆。同样都是利用“燃料”和“氧化剂”进行反应但两者有着本质的区别，在内燃机的燃烧反应中电子的运动是无序的，大量的化学能被转化为热能消耗掉了（内燃机的效率约25%）。而在燃料电池的电化学反应中电子是有序移动的（燃料电池的效率可达60%以上），后者的能量利用率更高。自古以来人类利用能源始终是从无序到有序，从不可控到可控的过程，所以若从宏观的角度思考燃料电池代替内燃机应该是一种趋势。除了广为人知的氢以外，甲醇、天然气、煤气都可以成为燃料电池所需的“燃料”，但氢燃料能量密度高、排放清洁性好，依然是较主要的发展方向。氢能技术与传统的化石燃料使用不同，其排放的废气只为水蒸气。燃料电池整车动力系统开发

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。燃料电池整车动力系统开发

氢气在一定的压力和温度下呈液态，常压时液态氢的密度是气态氢的 845 倍，占体积小。液氢的体积能量密度高，其单位热值约为汽油的 3 倍。与金属氢化物储存等其它方法相比，液氢储存时自身的质量较轻。液氢的添加和计量与传统液态燃料相似，液氢的这些特点有利于车用燃料的储存要求。但是，液氢对储存容器的绝热和安全性设计要求很高。液氢与环境温度相差很大，蒸发损失及将气态氢经高压低温变成液态氢损失使氢液的成本较大，难于大量建立供给站及在民用车辆上应用。所谓金属氢化物储氢，是先将特殊金属与氢反应生成金属氢化物，使用时再加热金属氢化物释放氢供作燃料。研究应用的储氢金属或合金主要有钛系、稀土系、镁系等。燃料电池整车动力系统开发

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