广州氢能源实训室建设

燃料电池系统指用于车辆、游艇、航空航天及水下动力设备等作为驱动动力电源或辅助动力,通过电化学反应过程将反应物(燃料和氧化剂)的化学能转化为电能和热能的系统。燃料电池系统原理如图3-1所示,整个燃料电池系统由燃料电池堆、空气供应子系统、氢气供应子系统、水热管理子系统、控制子系统组成。燃料电池堆是整个系统电化学反应的场所,其他子系统主要是相互协调确保燃料电池堆的电化学反应能够正常、高效可靠地工作。燃料电池堆由多个单体电池、隔板、冷却板、进气歧管等构成,是把富氢气体和空气进行电化学反应生成直流电,并同时产生热、水等其他副产物的总成。燃料电池堆由多个单体电池以串联方式层叠组合而成。将双极板与膜电极三合一组件 (MEA)交替叠合,各单体之间嵌入密封件,经前、后端板压紧后用螺杆紧固拴牢,即构成质子交换膜燃料电池堆。氢气在工业和交通等领域的应用将推动氢能技术的发展。广州氢能源实训室建设

燃料电池汽车结构组成，燃料电池汽车和电动汽车较相似，主要的不同在于用燃料电池发动机代替动力电池组，附加供氢系统、动力系统、氢安全系统。各汽车生产广家研发的燃料电池汽车在结构上大体相同。燃料电池FC)堆叠是将氢气和氧气的化学能直接转换成电能的发电装置。向负极(阳极)供给氢气，向正极(阴极)供给空气(氧)，产生与电解相反的电力。FC 堆叠包括称为单元的数百个堆叠组件。堆叠中单体电池的电压小于 1V，因此通过串联数百个堆叠来增加电压。FC 升压转换器是用于在较高电压(大约 650V)下升高由燃料电池产生的电力的装置。广州氢能源实训室建设氢气制氨技术是一种普遍应用于化学工业的氢能技术。

对于大多数不了解的消费者来说，燃料电池车听起来极其复杂和精密。然而，当燃料电池车被分解成各个模块时，它其实是非常简单的。正因为这种简单性，燃料电池技术已经被普遍应用于各种车型。与大部分现代化汽车一样，燃料电池车由四个基本模块组成：动力系统、底盘、汽车电子系统和车身。动力系统通过燃料电池系统和电动机为汽车提供动力。这种能量来源于氢，氢储存在车辆的压力罐中。燃料电池堆将这些能量转化为电能，并由电池作为辅助一同驱动电动机。这与纯电动车的原理没有太大不同，但是燃料电池车的电池容量要小得多。因为纯电动车的电池用于储存驱动汽车所需的全部能量，而燃料电池车只需使用电池来辅助稳定燃料电池的输出功率：在功率需求较低时吸收额外的电力，在功率需求大时释放电力。

燃料电池车提供了与传统燃油车类似的加油体验 — 不需要充电站基础设施，而这种充电站基础设施在住宅区和高速公路沿线是很难实现的。纯电动车及其充电站基础设施的全方面商业化将对电网系统产生影响。英国国家电网预测，到2050年，电动车的电力需求将在45太瓦时左右，约占全国电力需求的10%。不同类别的燃料电池车已经开始逐步进入了原型设计和生产阶段，经过相关单位和业内人士多年的努力，现在几乎所有车辆类型都有燃料电池车的产品或原型。对于乘用车而言，燃料电池车已经可以进行商业化应用了，但由于加氢基础设施有限，且购置成本高，因而当前使用率仍较低。在商用车领域，叉车、公交车、轻型和中型卡车一直处于燃料电池商用车应用的前沿。氢能技术具有能量密度高、稳定性好、无排放等特点。

燃料电池发动机在额定功率输出时,净输出功率与进入燃料电池堆的燃料热值(低热值)之比?该指标为较常用的衡量经济性的指标。燃料电池发动机在怠速状态下单位时间的氢消耗量,单位为g/s?燃料电池汽车工况复杂多变,而怠速是汽车经常遇见的情况。尽管在混合动力系统中,燃料电池系统怠速与车辆的怠速并不同时出现,而且通过优化系统配置和控制策略可以大幅减少怠速时间,但是怠速工况仍然会出现。有效氢利用率是燃料电池发动机在正常工作条件下,由燃料电池堆通过电化学反应转换为水的氢气占总共所加注氢气的质量百分比。有效氢利用率通常小于100%,主要是由于阳极排放造成的?提高有效氢利用率,不但有利于提高燃料经济性,而且也有助于减少排氢。氢能技术的关键是燃料电池技术，该技术利用氢气和氧气反应产生电能，从而驱动电动汽车等设备。广州氢能源实训室建设

氢能技术具有高能量密度、能源传输效率高、无污染等优点。广州氢能源实训室建设

额定净输出功率：燃料电池发动机在制造厂规定的额定工况下能够持续工作的净输出功率,即燃料电池堆输出功率减去辅助系统消耗功率后所剩的功率,单位为千瓦(kW)?额定净输出功率反映了燃料电池发动机在较常用的额定工况下为整车提供功率输出的能力。过载功率及过载功率持续时间，过载功率反映了燃料电池发动机在较高车速下的后备功率输出能力,仍然由车辆行驶的功率平衡方程可知,它决定了整车在极限工况下的动力学性能?过载功率持续时间与过载功率成对使用,单位为秒(s)。燃料电池发动机单位体积能够输出的额定功率,单位为kW/L?体积比功率反映燃料电池系统设计的空间紧凑程度,与汽车总布置形式密切相关。广州氢能源实训室建设

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