現(xiàn)有的燃料電池發(fā)動機的供氣系統(tǒng)是由空壓機實現(xiàn)進氣壓力和進氣流量的控制的。供氣系統(tǒng)具體依靠空壓機或者鼓風(fēng)機將空氣吹進燃料電池發(fā)動機的各個電堆中，與供給的氫氣進行電化學(xué)反應(yīng)，生成電能和水。氫氣來自于高壓的氫氣罐，經(jīng)過兩次減壓之后依然持有一定壓力從而順利進入各個電堆，而空氣需要經(jīng)過空壓機的鼓吹才能使得空氣附帶一定壓力而進入各個電堆?？諌簷C需要根據(jù)需求功率的變化來調(diào)節(jié)壓縮量，保證電化學(xué)反應(yīng)的均衡性?，F(xiàn)有技術(shù)存在以下缺陷：這種方式首先需要空壓機根據(jù)需求功率的變化不斷變化工作模式，使得控制趨于復(fù)雜，并且空壓機的壽命降低，同時會產(chǎn)生較大的噪音，降低車輛舒適性；其次很難保證各個電堆進氣壓力和進氣量的一致性，不利于電化學(xué)反應(yīng)過程的穩(wěn)定進行，進而造成各電堆的功率不一致；另外，空壓機針對變功率的調(diào)節(jié)較慢，使得發(fā)動機的功率響應(yīng)較慢，進而制約燃料電池發(fā)動機全功率覆蓋的發(fā)展。氫氣在綠色制造領(lǐng)域的應(yīng)用也有著普遍的發(fā)展前景。吉林氫能源實訓(xùn)室建設(shè)廠家

燃料電池系統(tǒng)指用于車輛、游艇、航空航天及水下動力設(shè)備等作為驅(qū)動動力電源或輔助動力,通過電化學(xué)反應(yīng)過程將反應(yīng)物(燃料和氧化劑)的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能和熱能的系統(tǒng)。燃料電池系統(tǒng)原理如圖3-1所示,整個燃料電池系統(tǒng)由燃料電池堆、空氣供應(yīng)子系統(tǒng)、氫氣供應(yīng)子系統(tǒng)、水熱管理子系統(tǒng)、控制子系統(tǒng)組成。燃料電池堆是整個系統(tǒng)電化學(xué)反應(yīng)的場所,其他子系統(tǒng)主要是相互協(xié)調(diào)確保燃料電池堆的電化學(xué)反應(yīng)能夠正常、高效可靠地工作。燃料電池堆由多個單體電池、隔板、冷卻板、進氣歧管等構(gòu)成,是把富氫氣體和空氣進行電化學(xué)反應(yīng)生成直流電,并同時產(chǎn)生熱、水等其他副產(chǎn)物的總成。燃料電池堆由多個單體電池以串聯(lián)方式層疊組合而成。將雙極板與膜電極三合一組件 (MEA)交替疊合,各單體之間嵌入密封件,經(jīng)前、后端板壓緊后用螺桿緊固拴牢,即構(gòu)成質(zhì)子交換膜燃料電池堆。吉林氫能源實訓(xùn)室建設(shè)廠家氫氣是一種安全、高效、環(huán)保的能源形式，對于推動全球可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

燃料電池發(fā)動機單位質(zhì)量能夠輸出的額定功率,單位為kW/kg或W/kg?質(zhì)量比功率也稱為功率密度,反映燃料電池系統(tǒng)輕量化設(shè)計水平,對汽車輕量化設(shè)計具有重要意義。體積比功率和質(zhì)量比功率是燃料電池發(fā)動機的重要性能指標,能夠反映其系統(tǒng)集成度。經(jīng)濟性是指燃料電池發(fā)動機在滿足其他方面要求的前提下,盡可能少地消耗能源和成本的性能。經(jīng)濟性指標對于提高燃料電池汽車續(xù)駛里程?降低燃料電池發(fā)動機和燃料電池汽車的成本并促進其商業(yè)化具有重要意義。經(jīng)濟性主要指標包括:額定功率下的發(fā)動機效率?額定功率氫消耗率?怠速氫消耗率。有效氫利用率及單位功率成本等。

從理論上講，純電動車具有更高的能源效率，但是過大的電池重量降低了這種優(yōu)勢，特別是對于長途運輸用的重型車輛。純電動車必須為每多行駛一英里增加更多的電池容量，從而給車輛增加額外的重量 。比如在特斯拉的電動重卡模型中，預(yù)計其電池重量可以達到4.5噸。而燃料電池車就沒有這樣的問題，因為其所攜帶的氫氣質(zhì)量遠小于同等能量所需的電池質(zhì)量。這是因為氫具有更高的比能 — 大約120MJ/kg，而電池的比能是5MJ/kg。除了動力系統(tǒng)，車輛的其他部件基本上是相同的。車輛底盤包括傳動、轉(zhuǎn)向、制動和行駛系統(tǒng)。車輛電子系統(tǒng)主要由底盤控制系統(tǒng)，安全系統(tǒng)和車輛電子產(chǎn)品，比如信息娛樂/通信，高級駕駛輔助系統(tǒng)（“ADAS”）以及傳感器等構(gòu)成。之后，車身包括車身主體、座椅和內(nèi)飾。氫能技術(shù)的發(fā)展不只需要技術(shù)創(chuàng)新，還要考慮政策法規(guī)和市場環(huán)境等因素。

燃料電池電動汽車是利用氫氣等燃料和空氣中的氧在催化劑的作用下在燃料電池中經(jīng)電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的電能，并作為主要動力源驅(qū)動的汽車。燃料電池電動汽車實質(zhì)上是電動汽車的一種，在車身、動力傳動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等方面，燃料電池電動汽車與普通電動汽車基本相同，主要區(qū)別在于動力電池的工作原理不同。燃料電池汽車的結(jié)構(gòu)有多種形式，按照驅(qū)動形式可分為純?nèi)剂想姵仳?qū)動和混合驅(qū)動兩種形式。目前，燃料電池電動汽車絕大多數(shù)采用混合式燃料電池驅(qū)動系統(tǒng)，即以燃料電池系統(tǒng)作為主動力源，同時增加了蓄電池組或超級電容作為輔助動力源。燃料電池可以只滿足持續(xù)功率的需求，借助輔助動力源提供加速、爬坡等所需的峰值功率，在制動時可以將回饋的能量存儲在輔助動力源中。氫氣車的運行成本相對較低，更適合長途出行和物流配送等領(lǐng)域的應(yīng)用。吉林氫能源實訓(xùn)室建設(shè)廠家

氫能技術(shù)具有高能量密度、能源傳輸效率高、無污染等優(yōu)點。吉林氫能源實訓(xùn)室建設(shè)廠家

氫燃料在車輛驅(qū)動能源方面的應(yīng)用，起始于把氫燃料電池用作電動車電源。近代的氫燃料電動車的某些性能可滿足使用要求，如戴克公司的使用 Mark 900 氫燃料電池的NECAR5 電動車，其電動機輸出功率可達 75 k W，較高時速可達 150 km?h。但電動車不可能完全取代汽車，主要是因為電池的壽命遠短于發(fā)動機壽命，而且電動車的較大連續(xù)行駛里程受到配備電池數(shù)量的限制，一般，電動車裝用近百公斤的電池，較大續(xù)行駛里程也只 200 km 左右。尤其是對于數(shù)量巨大的在用汽車，不可能將其發(fā)動機全報廢而改用電動機驅(qū)動。因此近代專業(yè)人員一直致力于將氫氣直接作為發(fā)動機燃料的研究，一方面適合發(fā)動機能源、排放等方面的要求，另一方面又滿足汽車連續(xù)行駛里程及能利用在用的發(fā)動機。吉林氫能源實訓(xùn)室建設(shè)廠家

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