广东氢能源实训室建设标准

能源危机现已成为世界各国关注的话题,而在汽车行业中,各大车企对新能源汽车的研发也投入相当大的精力。新能源汽车有很多种,其中燃料电池汽车的出现使人类摆脱了对传统能源的严重依赖,具有高效率、零排放的优点。然而燃料电池汽车在产热上与其他动力源汽车之间存在较大差异,主要表现为燃料电池工作温度较低,且废热全部经热管理系统排出,导致汽车的热负荷较高。本文将通过数值模拟和实验相结合的方法,对燃料电池汽车热管理系统的主要零部件、散热模块和系统整体的散热性能展开研究。散热器散热性能的提高对提高燃料电池热管理系统的整体性能至关重要,若只通过实验的方法研究散热器对燃料电池散热性能的影响规律,不只研究成本高、耗费精力大,而且精度难以保证。氢气燃烧的产物只为水蒸气，不会对环境产生任何污染。广东氢能源实训室建设标准

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% 。广州燃料电池发动机系统解决方案燃料电池是利用氢气发电的一种高效清洁能源技术。

氢燃料电池车的动力系统主要由以下几部分构成：（1）燃料口：氢气燃料的加注口，直接连在氢气储罐上。（2）蓄电池：减速时帮助制动，并将部分机械能转化为电能储存起来；加速时释放储存的电能帮助加速。（3）高压氢气储罐：内部充满高压氢气作为汽车的燃料。其内部压力一般为35MPa，少部分车辆可达到70MPa。（4）安全装置：当汽车发生碰撞或者氢气泄露时，切断燃料电池的氢气供给。（5）PEMFC（质子交换膜燃料电池）电堆：氢燃料电池车较关键部件，为电动发动机供电，保证汽车平稳行驶。（6）发动机（电动）：汽车的直接动力源。（7）驾驶系统：连接驾驶室，控制车辆运行状态。氢燃料电池动力驱动系统实训台采用真实的 汽车新燃料动力（氢燃料电池）驱动系统实物为基础，展示系统的组成结构和工作过程。适用于学校对氢燃料电池 汽车动力驱动系统的教学需要。

在开发燃料电池汽车中仍然存在着技术性挑战,如燃料电池组的一体化,提高商业化电动汽车燃料处理器和辅助部汽车制造厂都在朝着集成部件和减少部件成本的方向努力,并已取得了明显的进步。但与传统的内燃机轿车相比,燃料电池电动汽车采用“燃料电池+电动机”来代替传统车的“心脏”-发动机和燃油系统。燃料电池轿车的动力传动系统发生较大的变化,主要表现在:电动机替代内燃机成为驱动动力源;离合器与扭转减振器被省略;多挡变速器通常被替换为减速器。因此,燃料电池汽车的动力传动系统总体得到简化。但在行驶时,燃料电池是主要的动力来源,蓄电池为辅助能量来源。汽车需要的功率主要由燃料电池提供。可以说,车用燃料电池的选取,对于燃料电池汽车的性能至关重要。目前，氢能技术已经在交通、制造、能源等领域得到普遍应用。

氢燃料电池汽车由电动机驱动，因此被归类为电动汽车。常见的缩写是 FCEV，是“Fuel Cell Electric Vehicle”的缩写，与 BEV 或“Battery Electric Vehicle”形成对比。氢燃料电池汽车与电动汽车不同，其自己发电不从外部电源充电的内置电池发电，而是拥有自己的高效动力装置——燃料电池。在 FCEV 的燃料电池中，氢气和氧气产生电能并将能量引导至电动机中进而产生动能，这个过程发生了反向电解，其中氢与燃料电池中的氧发生反应。氢气来自 FCEV 内置的一个或多个储罐，而氧气则来自环境空气。这种反应的一结果是电能、热量和水，它们通过废气以水蒸气的形式排放。氢气制备的成本和能源消耗是氢能技术普及和推广的重点。成都燃料电池发动机系统收费

制氢过程中采用可再生能源可以减少环境污染和能源消耗。广东氢能源实训室建设标准

作为能量转换装置的氢燃料电池根据电化学原理将储存在氢气和氧气中的化学能直接转化为电能。因此，其实际过程是氧化还原反应。氢燃料电池主要由4部分组成，即阴极、阳极、外部负载和电解质。氢气和氧气分别通过氢燃料电池的阳极流道和阴极流道进入电池内部，经过气体扩散后到达电极催化层。氢气在阳极上失去电子，电子通过外部负载流到阴极与氧气结合生成离子。氢燃料电池发动机系统组成：氢燃料电池系统由电堆、空气供给系统、氢气供给系统、水热管理系统、电控系统组成。氢燃料电池的集成设计目标是将氢燃料电池零部件按照工作原理及设计要求，布置在氢燃料电池电堆周边合理的位置，通过支架、硅胶管和壳体机械结构将各个子系统零部件合理的连接起来，组成一个刚性整体，之后完成氢燃料电池发动机的集成。广东氢能源实训室建设标准

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