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2深层解说:电动车辆技术问题

表1 燃料电池的分类(2)燃料电池电动车的系统组成组成燃料电池电动车的动力系统有三个关 …

表1 燃料电池的分类

  

2深层解说:电动车辆技能问题

  (2)燃料电池电动车的体系组成

  组成燃料电池电动车的动力体系有三个要害零组件,即

  ①重组器(reformer):将甲醇、汽油等液体燃料重组为富氢气(hydrogen-rich)气体燃料,供应予燃料电池反响。

  ②燃料电池(fuel cell stack):燃料电池是燃料电池电动车的动力源,其供应氢气与空气中的氧气反响并发生电流与电压,一起发生废热(水)等副产物。

  ③电力转化器(inverter/converter):将燃料电池发生的电力转化为直流电或交流电,或具有升压或降压以调整电力输出。

  3.技能特征及开展现状

  燃料电池被称为是继水力、火力、核能之后第四代发电设备和代替内燃机的动力设备。世界动力界猜测,燃料电池是21世纪最有吸引力的发电办法之一。

  依据作业温度的不同,把碱性燃料电池(AFC,作业温度为100℃)、固体高分子型质子膜燃料电池(PEMFC,也称为质子膜燃料电池,作业温度为100℃以内)和磷酸型燃料电池(PAFC,作业温度为200℃)称为低温燃料电池;把熔融碳酸盐型燃料电池(MCFC,作业温度为650℃)和固体氧化型燃料电池(SOFC,作业温度为1000℃)称为高温燃料电池,而且高温燃料电池又被称为面向高质量排气而进行联合开发的燃料电池。

  燃料电池最大的长处在于能量转化次数少,燃料利用率高。

  传统的火力发电站的焚烧能量大约有近70%要耗费在锅炉和汽轮发电机这些巨大的设备上,焚烧时还会排放很多的有害物质。而运用燃料电池发电,是将燃料的化学能直接转化为电能,不需求进行焚烧,没有滚动部件,理论上能量转化率为100%,设备不管巨细实践发电功率可达40%~60%,能够完结直接进入企业、饭馆、宾馆、家庭完结热电联产联用,没有输电输热丢失,归纳动力功率可达80%,设备为集木式结构,容量可小到只为手机供电、大到和现在的火力发电厂比较,十分灵敏。

  此外,燃料电池还具有以下长处:

  (1)部分负荷时也能坚持高的功率;

  (2)经过与燃料供应设备的组合,可适用较大规模的不同燃料;

  (3)输出功率可按“积木式”灵敏调理;

  (4)电池本体的负荷呼应性好;

  (5)NOX及SOX等的排出量少,有利环保。

  近20多年来,燃料电池阅历了碱性、磷酸、熔融碳酸盐和固体氧化物等几种类型的开展阶段,燃料电池的研讨和运用正以极快的速度在开展。AFC已在宇航范畴广泛运用,PEMFC已广泛作为交通动力和小型电源设备来运用,PAFC作为中型电源运用进入了商业化阶段,MCFC也已完结工业实验阶段,起步较晚的作为发电最有运用远景的SOFC已有几十千瓦的设备完结了数千小时的作业查核,信任跟着研讨的深化还会有新的燃料电池呈现。

  美、日等国已相继建立了一些磷酸燃料电池电厂、熔融碳酸盐燃料电池电厂、质子交流膜燃料电池电厂作为演示。日本已开发了数种燃料电池发电设备供公共电力部门运用,其间磷酸燃料电池(PAFC)已达到”电站”阶段。已建成兆瓦级燃料电池演示电站进行实验,已就其功率、可运转性和寿数进行了评价,希望运用于城市动力中心或热电联供体系。日本一起制作的小型燃料电池发电设备,已广泛运用于医院、饭馆、宾馆等。

  在车辆工程范畴,现在比较遍及的计划是氢动力质子交流膜燃料电池(PEMFC)

  

2深层解说:电动车辆技能问题

  图 通用汽车公司燃料电池轿车氢动三号

  在燃料电池发动机方面打破大功率氢燃料电池组制备的要害技能,轿车用净输出30KW、客车用净输出60KW和100KW的燃料电池发动机,已在同济大学和清华大学燃料电池发动机测验基地经过严厉的测验并装车运转,燃料电池轿车已累计运转4000多km,燃料电池客车累计运转超越8000km。

  由于氢气里没有腐蚀性的杂质,也没有碳堵塞焚烧室,燃料电池车很少需求修理。

  此外,氢燃料车比汽油车安全。即便在失火的情况下也便于逃生。汽油车发生事端或遇火,油箱会爆破,油发生的热和毒气都会丧命。而氢燃料车在强烈的碰击下,乃至储氢罐决裂都不会引起大火,在逃生时不会被大火烧伤。即便氢选用紧缩贮存,也仅易燃。若碰击后氢燃料外溢没有着火,它会蒸发到空气中,不发生污染。即便失火也不会爆破,由于氢气只要与氧气或空气在密闭的空间里混合才会爆破。

  氢燃料电池车的尾气排放物是水,对环境的污染为零。

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