燃料电池电动汽车FCEV与其他电动汽车的根本区别是所用的动力源以燃料电池为主,而对于电动机驱动、传动机构以及汽车所需的各种辅助功能等与其他电动汽车基本类同。因此,本节主要介绍燃料电池汽车的基本结构、燃料电池系统等内容。燃料电池汽车的结构有多种形式,按照驱动形式,其可分为纯燃料电池驱动和混合驱动两种形式。目前燃料电池电动汽车绝大多数采用的是混合式燃料电池驱动系统,即以燃料电池系统作为主动力源,又增加了蓄电池组或超级电容作为辅助动力源。燃料电池可以只满足持续功率需求,借助辅助动力源提供加速、爬坡等所需的峰值功率,而且在制动时可以将回馈的能量存储在辅助动力源中。 氢气燃料电池汽车可以有效解决城市交通中的污染和拥堵问题。西藏氢能技术服务收费
对于采用辅热达到冷启动的燃料电池系统,在低温启动时都要求外界快速给予足够电能去升温。除了外接电源外,一能够提供电能的就是动力电池部分了。这对动力电池的低温性能是个考验。动力电池多数都有充放电次数的要求。关于动力锂电池电芯循环使用次数国家强制要求必须要在1000次以上,磷酸铁锂一般可以做到2000次,而三元锂离子电池一般也能1000次以上。电池循环次数是以周期来计算的,也可以反过来说锂离子电池充电周期是以循环次数来计算的。假设锂离子电池的寿命是500个充电周期。怎么才能算作是一个充放电周期呢?一个充电周期意味着锂离子电池的所有电量由满用到空,再由空充到满的过程,这并不等同于充一次电。所谓的500次,是指锂离子电池厂家在恒定的放电深度(80%)实现了625次左右的可充次数,达到了500个充电周期。再来个算式就更清楚了:625×80%=500.(忽略锂离子电池容量减少等因素)。北京燃料电池发动机系统费用氢气在绿色制造领域的应用也有着普遍的发展前景。
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。
截至2020年底,全球氢燃料电池汽车保有量为32535辆,同比增长38%,韩国保有量达10906辆,位居全球一,美国为8931辆,我国氢燃料电池汽车保有量为7352辆排第三。燃料电池汽车关键关键部件或材料主要包括发动机、电堆和膜电极。从成本上看,燃料电池电堆约占燃料电池发动机的55%,而膜电极约占燃料电池电堆的65%。2020年,燃料电池商用车价格约为200万/辆,随着燃料电池系统生产规模化与燃料电池电堆关键零部件国产化,预计燃料电池汽车销售价格将以每年10%的幅度下降。燃料电池发动机系统:氢燃料电池汽车的关键为燃料电池发动机系统,关系着整车运行的安全性,对燃料电池汽车是否具备成熟、可靠的性能表现具有重要影响。制氢技术的发展可以解决氢能技术的经济性和可持续性问题。
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。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。北京燃料电池发动机系统费用
氢能技术的应用还需要考虑成本和效率等问题。西藏氢能技术服务收费
目前国内燃料电池系统的使用寿命一般在3000~5000小时左右,国外技术较为公司的产品可达10000小时左右。导致电堆寿命衰减主要由电堆老化、辅助系统因素、环境因素等方面引起。希望提升燃料电池整体寿命是一项系统工程。电堆老化包括:质子交换膜衰退、催化剂层衰退、碳基腐蚀、双极板退化等。辅助系统因素包括:空气压缩机滤油能力不佳、增湿器加湿能力不佳、热管理能力不佳等。环境因素包括:工作温度、气压条件、运行工况等。例如:燃料电池的输出功率主要由燃料供给速率决定,也就是氢气和氧气的供给能力。氢气由于存储于高压瓶内,本身处于高压状态,故可以实现高的供给效率,而空气需要由空气压缩机压缩加压再输入,在燃料电池的全生命周期里进风量可达50万m³以上,若空压机不具备良好的滤油能力,长期使用将有大量杂质损伤膜电极组件(MEA)。西藏氢能技术服务收费