截至2020年底,全球氫燃料電池汽車保有量為32535輛,同比增長38%,韓國保有量達(dá)10906輛,位居全球一,美國為8931輛,我國氫燃料電池汽車保有量為7352輛排第三。燃料電池汽車關(guān)鍵關(guān)鍵部件或材料主要包括發(fā)動機(jī)、電堆和膜電極。從成本上看,燃料電池電堆約占燃料電池發(fā)動機(jī)的55%,而膜電極約占燃料電池電堆的65%。2020年,燃料電池商用車價格約為200萬/輛,隨著燃料電池系統(tǒng)生產(chǎn)規(guī)?;c燃料電池電堆關(guān)鍵零部件國產(chǎn)化,預(yù)計燃料電池汽車銷售價格將以每年10%的幅度下降。燃料電池發(fā)動機(jī)系統(tǒng):氫燃料電池汽車的關(guān)鍵為燃料電池發(fā)動機(jī)系統(tǒng),關(guān)系著整車運行的安全性,對燃料電池汽車是否具備成熟、可靠的性能表現(xiàn)具有重要影響。氫氣車的運行效率高,續(xù)航里程較遠(yuǎn),是未來汽車發(fā)展的趨勢。北京氫能源實訓(xùn)室建設(shè)采購
常見的氫燃料電池有PEMFC(質(zhì)子交換膜燃料電池)和SOFC(固態(tài)氧化物燃料電池)兩類。由于SOFC屬于高溫燃料電池,需要在500℃以上的溫度工作,并隨之帶來啟動時間長,部件壽命短的問題,因此不太適宜應(yīng)用于普通的汽車產(chǎn)品上。目前絕大多數(shù)情況下,提到的燃料電池汽車指的是采用了PEMFC技術(shù)(工作溫度約70℃)的車型。雖然燃料電池被給予了厚望,但從目前的情況看燃料電池在性能、壽命、成本以及基礎(chǔ)設(shè)施成熟度上都存在著不小的瓶頸,分別導(dǎo)致了“不好用”、“不耐用”、“用不起”、“用不了”的問題。加氫站的建設(shè)成本非常高,一個站點預(yù)計需要投入500萬以上,投資回收期很長。短期內(nèi)增多加氫站數(shù)量也是較為困難的。常州氫能源實訓(xùn)室建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)氫能技術(shù)需要加強(qiáng)國際合作,共同推動技術(shù)的發(fā)展和推廣。
燃料電池汽車空壓機(jī)的類型:目前常用的空壓機(jī)類型有渦旋式、螺桿式、活塞式、離心式、羅茨式和滑片式。1)渦旋式空壓機(jī)容積效率較高,壓力和流量可連續(xù)調(diào)整,高效率工作區(qū)較寬,但質(zhì)量和體積較大;在豐田、UTC等公司的燃料電池中已有應(yīng)用。2)螺桿式空壓機(jī)的工作原理是利用螺旋齒相互嚙合;螺杄嚙合線把螺旋槽分割成多個密封工作腔,螺桿轉(zhuǎn)動,密封腔在一端形成,不斷向另一端移動。螺桿式空壓機(jī)又分為雙螺杄和單螺桿兩種?;娇諌簷C(jī)是容積式旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)。轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時,滑片受離心力的作用從槽中甩出,其端部緊貼在氣缸內(nèi)表面上,把月牙形的空間分割成若干扇形小室,稱之為基元。隨著轉(zhuǎn)子的連續(xù)旋轉(zhuǎn),基元容積從大到小周而復(fù)始地變化,由此達(dá)到壓縮氣體的目的。
燃料電池系統(tǒng)的主要研究熱點包括:使用輕質(zhì)材料,優(yōu)化設(shè)計,提高燃料電池系統(tǒng)的比功率;提高PEMFC系統(tǒng)快速冷啟動能力和動態(tài)響應(yīng)性能;研究具有負(fù)荷跟隨能力的燃料處理器;對電池或超級電容、氫氣存儲進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計,提高系統(tǒng)的效率和調(diào)峰能力,回收制動能量等。 燃料電池系統(tǒng)除燃料電池本體(發(fā)電系統(tǒng))外,還有一些周圍裝置,包括燃料重整供應(yīng)系統(tǒng)、氧氣供應(yīng)系統(tǒng)、水管理系統(tǒng)、熱管理系統(tǒng)、直流-交流逆變系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、安全系統(tǒng)等。燃料重整供應(yīng)系統(tǒng),作用是將外部供給的燃料轉(zhuǎn)化為以氫為主要成分的燃料。如果直接以氫氣為燃料,供應(yīng)系統(tǒng)可能比較簡單。若使用天然氣等氣體碳?xì)浠衔锘蛘呤?、甲醇等液體燃料,需要通過水蒸氣重整等方法對燃料進(jìn)行重整。而用煤炭作燃料時,則要先轉(zhuǎn)換為以氫和一氧化碳為主要成分的氣體燃料。用于實現(xiàn)這些轉(zhuǎn)換的反應(yīng)裝置分別稱為重整器、煤氣化爐等。氫能技術(shù)的應(yīng)用面普遍,不只可以用于交通運輸,還能用于制造、能源等多個領(lǐng)域。
燃料電池汽車的結(jié)構(gòu)有多種形式,按照驅(qū)動形式,其可分為純?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)采用的是混合式燃料電池驅(qū)動系統(tǒng),即以燃料電池系統(tǒng)作為主動力源,又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)功率需求,借助輔助動力源提供加速、爬坡等所需的峰值功率,而且在制動時可以將回饋的能量存儲在輔助動力源中。燃料電池電動汽車的動力系統(tǒng)由燃料電池發(fā)動機(jī)(發(fā)電系統(tǒng))、輔助動力源、DC/DC變換器、DC/AC逆變器和驅(qū)動電動機(jī)以及各相應(yīng)的控制器,再加上機(jī)械傳動與車輛行駛機(jī)構(gòu)等組成 。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。杭州氫能源實訓(xùn)室建設(shè)價錢
利用氫氣代替?zhèn)鹘y(tǒng)燃料在環(huán)境和能源方面都是一個重要的趨勢。北京氫能源實訓(xùn)室建設(shè)采購
作為燃料電池電動車關(guān)鍵的燃料電池發(fā)動機(jī)系統(tǒng)主要由燃料電池堆、氫氣供給系統(tǒng)、空氣供給系統(tǒng)、冷卻水管理系統(tǒng)、報警系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)和控制器這七局部組成。燃料電池有許多種類,根據(jù)所用電解質(zhì)性質(zhì)不同可分為5類:。采用燃料電池做能源的電動汽車叫做燃料電池電動汽車,即 Fuel Cell ElectricVehicle ( FCEV).單獨的燃料電池電堆是不能應(yīng)用于汽車的,它必須由電堆的各個子系統(tǒng)和電堆控制器組成燃料電池發(fā)動機(jī)才能向外輸出功率.燃料電池電動汽車的主要結(jié)構(gòu)主要由整車控制器、燃料電池發(fā)動機(jī)、DC/DC轉(zhuǎn)換器、鎳氫電池包、驅(qū)動系統(tǒng)、車輪等部件組成,各部件通過CAN總線組成一個分布式控制系統(tǒng),信號傳輸介質(zhì)為光纖.燃料電池是FCEV的主要能源,鎳氫電池包作為輔助電源。燃料電池發(fā)動機(jī)和鎳氫電池包并聯(lián)組成一個高壓直流電源。驅(qū)動系統(tǒng)由電機(jī)(含減速器)和電機(jī)控制器組成。北京氫能源實訓(xùn)室建設(shè)采購