四川燃料电池发动机系统开发

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，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。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。四川燃料电池发动机系统开发

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。湖南燃料电池整车动力系统咨询生产氢气的多种方法包括水电解、化石燃料重整等。

为保证燃料电池稳定高效运行，同时提高氢气利用率，通常采用氢气循环的方法，即氢气把电堆内部生成的水带出后，经水气分离装置将液态水分离，再将氢气循环送回到电堆阳极重复使用，同时对新鲜氢气进行加湿。传统循环泵在涉氢涉水环境下，易发生“氢脆”，氢循环泵在结构和材料的设计上不同于传统循环泵，技术难度要高很多，氢循环泵需要具备密封设计好（氢气容易泄露）、耐水性强（经过电堆反应后剩余的氢气带有少量水蒸气）、流量大（适应大功率电堆）、压力输出稳定（低压转为高压）、无油（保证氢气纯度）等特点。氢循环泵难度较大，目前国内产品处于研发验证阶段，尚不成熟，国内系统企业主要是进口德国普旭氢循环泵，普旭在中国市占率达到90% 。

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以及各相应的控制器，再加上机械传动与车辆行驶机构等组成 。1.燃料电池发电机----（当燃料电池系统用于给车辆做动力源时的称呼）燃料电池发动机辅助系统包括氢气供应系统、空气供应系统、循环水系统(水热平衡系统)和控制系统。将其分成四个辅助子系统。（1）氢气供应子系统（2）空气供应子系统（3）循环水子系统（4）控制系统2.燃料电池发电机市场化所面临的问题（安全性、稳定性）。一：燃料电池电堆制造水平。第二：辅助设备制造水平与匹配技术。第三：系统控制。氢气燃料综合成本高，提高能源效率可以促进成本下降。

燃料电池发动机（Fuel Cell Engines）是一种将氢气和氧气通过电化学反应直接转化为电能的发电装置。其过程不涉及燃烧，无机械损耗，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”。燃料电池发动机，将氢和氧经过电化学反应将化学能转变成电能的发动机系统。一般包括燃料电池堆、气体输配和回收系统、散热和加湿系统、监测和控制系统、氢气安全系统、辅助电源、电能输出系统。可用于车辆、航空航天和水下等装置的驱动动力电源和辅助动力。目前，有5种已知的燃料电池类型。其名称与采用的相应的电解质有关。氢气燃料电池汽车是未来汽车发展的一个重要方向。南京氢能源实训室建设排名

氢能技术的发展需要克服技术瓶颈和市场障碍，推动实现商业化应用。四川燃料电池发动机系统开发

工作环境温度范围：该指标是指燃料电池发动机可以非失效工作的环境温度范围｡环境温度主要对燃料电池发动机散热､进气温度等有很大影响｡工作海拔范围：该指标是指燃料电池发动机可以正常工作的海拔范围｡海拔影响进气压力,越高往往越会导致功率下降｡存储温度范围：燃料电池发动机在存储期间可能会经历诸如冻结/解冻循环,导致性能衰退,因此存储温度范围也体现了其对环境的适应性｡可靠性是指燃料电池发动机在规定条件下和规定时间内完成规定功能的能力,主要反映了燃料电池发动机持续稳定､正确工作的特性｡燃料电池发动机的可靠性在很大程度上决定了燃料电池汽车整车的可靠性｡这里主要参考传统发动机的可靠性评价指标｡机械标准中给出的评定指标是平均初次故障时间､平均故障间隔时间､当量故障率及由此得到的综合评定分数｡国家标准中规定要评定故障停车次数､初次故障的时间及平均故障时间｡四川燃料电池发动机系统开发