山东燃料电池发动机系统方案

作为能量转换装置的氢燃料电池根据电化学原理将储存在氢气和氧气中的化学能直接转化为电能。因此，其实际过程是氧化还原反应。氢燃料电池主要由4部分组成，即阴极、阳极、外部负载和电解质。氢气和氧气分别通过氢燃料电池的阳极流道和阴极流道进入电池内部，经过气体扩散后到达电极催化层。氢气在阳极上失去电子，电子通过外部负载流到阴极与氧气结合生成离子。氢燃料电池发动机系统组成：氢燃料电池系统由电堆、空气供给系统、氢气供给系统、水热管理系统、电控系统组成。氢燃料电池的集成设计目标是将氢燃料电池零部件按照工作原理及设计要求，布置在氢燃料电池电堆周边合理的位置，通过支架、硅胶管和壳体机械结构将各个子系统零部件合理的连接起来，组成一个刚性整体，之后完成氢燃料电池发动机的集成。氢能技术的发展需要解决生产成本高、储存和运输成本高等问题。山东燃料电池发动机系统方案

直接燃料电池混合动力系统式结构中采用的电力电子装置只有电机控制器,燃料电池和辅助动力装置都直接并接在电机控制器的入口。辅助动力装置扩充了动力系统总的能量容量,增加了车辆一次加氢后的续驶里程;扩大了系统的功率范围,减轻了燃料电池承担的功率负荷。这种插电式混合动力汽车将有效的减少氢燃料的消耗。另外,辅助动力装置的存在使得系统具备了回收制动能量的能力,并且增加了系统运行的可靠性。燃料电池和辅助动力装置之间对负载功率的合理分配还可以提高燃料电池的总体运行效率。在系统设计中,可以在辅助动力装置和动力系统直流母线之间添加了一个双向DC/DC变换器。使得对辅助动力装置充放电的控制更加灵活、易于实现。由于双向DC/DC变换器可以较好地控制辅助动力装置的电压或电流,因此它还是系统控制策略的执行部件。山东燃料电池发动机系统方案发展氢能技术可以促进能源的多元化，增强国家的能源安全。

燃料电池系统是专门为燃料电池汽车设计，作为其主供电模块的电源系统，具有设计合理、功率密度高、可靠性好、效率高、环境友好等优点。氢气不含有碳，燃烧后不产生CO2。氢气可以通过太阳能、风能等可再生能源获得，被认为是理想的能源或能源载体。氢气作为内燃机燃料时，极易实现稀薄燃烧，排放污染物少，热效率高。早在100 多年前，英国科学家就提出用氢为燃料的理论，但这一理论主要用于利用氢反应发电的原理制成质子交换膜燃料电池。随着氢燃料技术的进一步发展，出现了将氢气直接作为发动机燃料的应用，这种氢燃料发动机驱动的汽车比上述电动车更符合“氢燃料汽车”或“燃氢汽车”的称谓。氢燃料主要用于汽油发动机，国内外都有报道称已研制成 100%使用氢燃料的汽车，但实际应用的氢燃汽车大多采用氢与汽油或柴油混合的燃料。

电堆成本&使用成本之前普遍认为膜电极上催化剂铂（Pt）价格过高是制约成本下降的因素，但目前铂的负载量从10mg/cm2降到了0.02mg/cm2，降低了近200倍，和传统车用的三元催化剂的含量差不多。尽管如此，电堆成本依然在1.5~2万/kw这个数量级。一辆B级车若采用30kw的燃料电池系统，则只是发动机需要约50万元。在使用成本方面，目前在美国1kg氢气约70RMB，在日本约55RMB，国内约40RMB。根据上面计算的车辆百公里消耗1kg氢气计算，每公里差不多是0.4元，和汽油车差不多在同一个数量级。和采用锂电池的BEV的0.1元/公里相比还是有差距。4.基础设施。氢气燃料电池汽车是未来汽车发展的一个重要方向。

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。氢气燃料电池车的环保性能优于传统汽车，用途普遍。河南燃料电池发动机系统工厂

氢能技术是一种环保、高效的能源形式，正逐渐被普遍应用。山东燃料电池发动机系统方案

燃料电池车由于其简单性和灵活性而具有普遍的应用场景。燃料电池车和电动车都是为了促进零排放和可持续交通系统所采用的传统燃油车的替代方案。如图14所示，许多国家都出台了禁止燃油车的政策 106 。使用燃料电池车和电动车这类的清洁能源汽车已经成为不可否认的未来趋势。与燃料电池车相比，纯电动车的开发和应用在大多数场景中更加成熟，但由于电池重量和续航里程问题而受到限制。纯电动车的真实环境续航里程通常比其官方公布的实验路况下的续航里程有较大的折扣。电池性能也容易受到外界环境的影响，低温对续航里程影响较大 。山东燃料电池发动机系统方案

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