理论教育 燃料电池电动汽车关键技术及概述

燃料电池电动汽车关键技术及概述

时间:2023-10-10 理论教育 版权反馈
【摘要】:目前高压气罐储氢尽管存在储氢密度小、基础配套设施建设费用昂贵、难以产业化等问题,但它仍是目前燃料电池汽车使用最普遍的储氢方法。

燃料电池电动汽车关键技术及概述

1.燃料电池系统

(1)燃料电池是燃料电池汽车发展的最关键技术之一。燃料电池堆技术发展趋势可用耐久性、低温启动温度、净输出比功率以及制造成本四个要素来评判。

(2)降低成本也是燃料电池堆研究的目标,控制成本的有效手段是减少材料费(电催化剂、电解质膜、双极板等),降低加工费(膜电极制作、双极板加工和系统装配等)。

2.车载储氢系统

(1)考虑氢燃料本身的化学特性,其储存与运输的安全性也是制约燃料电池汽车发展的重要原因。常用的储氢方法有气态压缩储氢、液态储氢、金属氢化物储氢。目前高压气罐储氢尽管存在储氢密度小、基础配套设施建设费用昂贵、难以产业化等问题,但它仍是目前燃料电池汽车使用最普遍的储氢方法。

(2)当前以车载碳氢化合物或甲醇重整制取氢燃料或以甲醇直接作为燃料电池的燃料,是目前研究的热点。前面在描述燃料电池系统中,可以看出,利用重整技术,须配备燃料处理器,通过它,将燃料或燃料与水的混合进行重整,使之转化为富含氢的混合气体。但由于处理器中催化剂易被混合气中的甲醇毒化,须采取相应措施如水煤气转化、氧化反应器、氢气分离膜等除去。常温下为液态的甲醇,方便燃料的储存与运输且易实现车辆重整。但甲醇有毒,对环境和人身安全影响很大。

3.燃料电池汽车的整车布置

(1)燃料电池发动机电机的相关布置。(www.daowen.com)

(2)动力电池组的车身布置、氢气瓶的安全布置。

(3)高压电安全系统的车身布置问题。

这些核心部件的布置,不仅要考虑布置方案的优化及零部件性能实现的便利,还要求相关方案必须考虑传统汽车不具备的安全性问题。

4.整车热管理

(1)燃料电池发动机自身的运行温度为60~70℃,实际的散热系统工作温度大致可以控制在60℃,必须依赖整车动力系统提供额外的冷却动力为系统散热,因此两者之间的平衡将是热管理开发方面必须关注的。

(2)目前整车各零部件的体积留给整车布置回旋的余地很小,造成散热系统设计的改良空间不大,无法采用通用解决方案应对,故必须开发专用的零部件。

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