5个关键问题读懂氢燃料电池技术

正近年来,当红的燃料电池技术频登新闻头条。利用氢气等清洁燃料,为从汽车到数据中心等众多应用提供电能,既高效又实现零排放。那么,燃料电池是什么?它又是如何工作呢?1.什么是燃料电池?燃料电池是一种能量转化装置,它将氢气、天然气或其它碳氢化合物燃料中的电化学能转化     

采用直接氢气系统供电的燃料电池汽车

燃料电池是一种高风险、高回报的技术。燃料电池汽车能够提供一种可靠的汽车动力源，具有电动汽车的安静、高效和零排放等特点，同时又不受蓄电池特有的行程限制。 燃料电池是一种能量转换装置，通过氢气和氧气以电化学方式由化学能转化为电能，唯一的产物是水。其产生的电能可用来驱动汽车上的电动牵引电机，与电池供电的电动汽车功能相似。 目前，大批量生产燃料电池汽车所面临的最大困难是如何将氢气注入燃料电池组中。有 2种方法供选择：一是直接将氢气储存在车上；二是用液体燃料汽油或甲醇在车上生成氢气。直接氢气法对环境的益处最大…     

燃料电池汽车步入发展快车道（二）

车用燃料电池的燃料出现多样化燃料电池是以氢气和氧气为原料,利用它们在高温下发生化学反应产生电能的原理制成的装置。质子交换膜燃料电池是目前汽车领域呼声较高的一代动力装置。燃料电池所需的氧气可以从空气中获得,较大的技术难点在于怎样获得所需的燃料——氢气。燃料电池汽车将以多快的速度在全世界普及,取决于所使用的氢燃料的类型。质子交换膜燃料电池目前主要包括氢质子交换膜燃料电池、甲醇重整燃料电池和天然气或汽油重整燃料电池等类型(见表2)。氢:从环保角度来看,理想的解决方案是使用纯净的氢气,然而,尽管氢的比能量最高可达到120.7kJ/g,但是由于氢在常温下为气体,而且单位体积的能量密度小,若使燃料电池汽车行驶里程达到500km,则在常温常压下需要约36m~3的氢气,若用在小轿车上,这将需要很大的存储空间,显然这是不现实的,并且还要以很大的成本在世界各地建立一套新的燃料供应系统。目前解决办法主要有压缩氢气、液化氢气以及合金储氢。压缩氢气就是将氢气比正     

金龙海格氢燃料电池城市客车亮相申城

3月28日，在上海世界客车博览会上，苏州金龙展示了其最新研制的海格KLQ6118GQ氢燃料电池公交车等四款客车新品。据介绍，这款以氢气为燃料的客车巴士，装备75千瓦燃料电池发动机系统，最高车速达到75公里，持续行程320公里以上，尾气排放为零，无污染，具有4项国家专利，主要性能参数达到国际同步、国内领先的水平，是一款真正节能的绿色环保城市客车。     

松下加氢站日本正式运营

<正>松下集团在日本大阪建造了"H2 Kusatsu Farm"氢气站,以验证氢气作为下一代新能源的实用性。近日,该氢气站正式运行,并正在为其工厂内所使用的氢燃料电池叉车提供氢能源。据松下介绍,"H2 Kusatsu Farm"采用两种方法制造氢气,且无论天气状况如何,都能够稳定地提供氢气。第一种是利用太阳能电池板发电,再通过电解水的方法制氢;另一种是利用制氢设备与气     

成都市燃料电池公交车示范运行行驶工况的构建

为构建成都市燃料电池公交车示范运行行驶工况,基于示范区内燃料电池公交车实际行驶数据,对预处理后的有效运行数据进行运动学片段划分,采用主成分分析法进行数据降维处理;利用肘部法则确定最佳聚类数目,使用K-means++算法对主成分进行聚类;以不同聚类所占比例和距中心点距离确定最优运动学片段。结果表明：构建出的行驶工况能够反映成都市燃料电池公交车示范区内交通行驶特征,且时长为1 577 s;成都市燃料电池公交车示范运行行驶工况与中国城市客车行驶工况在某些特征参数上存在一些差异。此工况的建立为研制燃料电池公交车智能能量管理系统奠定了基础。     

一种多功能燃料电池堆实验台的研发

针对目前商业化燃料电池堆测试平台难以满足研发测试要求的现状,如空气和氢气供应系统不能实现车用燃料电池堆供气湿度和电压主动调节等功能,基于清华团队多年燃料电池系统研究成果,研发了多功能燃料电池堆测试平台。该平台不仅能较准确地为燃料电池堆提供接近车用实际运行工况的宽范围工作条件,且因增添了集成阳极和阴极出口背压主动调节功能和阴阳极双循环功能,实现了研究所需的燃料电池堆输出特性。     

丰田Mirai氢燃料电池汽车解析(下)

正(接上期)5.燃料电池堆燃料电池堆是通过氢气和氧气的化学反应发电的装置,安装在地板下面。利用氢气罐提供的氢气和从车外吸入的空气中的氧气,产生200V或更高的电压。燃料电池组使用单体电池发电,单体电池由一个电解质膜夹在隔板中组成,几百个单体电池连在一起产生高电压。     

考虑燃料电池衰退的FCHEV反馈优化控制策略

为了提高插电式燃料电池混合动力汽车的经济性和燃料电池耐久性，在构建燃料电池衰退模型的基础上，制定等效氢气消耗最小（ECMS）的反馈优化控制策略。ECMS反馈优化控制策略中目标价值函数的等效氢气消耗除包括燃料电池氢气消耗和动力电池等效氢气消耗外，还将燃料电池开路电压衰退转化成等效的氢气消耗加入到目标价值函数之中，以电机需求功率P_m、动力电池SOC值为状态变量，动力电池目标功率为控制变量，取使目标价值函数最小的动力电池目标功率作为参考动力电池目标功率输出，并根据反馈的燃料电池电压衰退速率对燃料电池系统输出功率限制变化值ΔP_f进行动态调整，最终得到燃料电池目标功率。通过MATLAB/Simulink建立插电式燃料电池汽车前向仿真模型，采用城市道路循环（UDDS）工况进行验证。研究结果表明：相比基于规则的能量管理策略，电量保持（CS）阶段采用ECMS反馈优化控制策略，氢气消耗量降低2.6%，同时燃料电池的开路电压衰退降低4.1%，基于ECMS的反馈优化控制策略相比基于规则的能量管理策略在高效区间的工作点占比更高；与ΔP_f分别为1，2，3 kW时相比，采用燃料电池系统电压衰退速率反馈调节ΔP_f策略的氢气消耗量为0.105 3 kg，相比ΔP_f为1，2 kW的氢气消耗量（0.121 3，0.110 2 kg）有明显优化，接近ΔP_f为3 kW的氢气消耗量（0.102 9 kg），同时燃料电池电压衰退速率有明显的减小，整车经济性与燃料电池耐久性都得到了改善。     

150辆潍柴氢燃料电池公交车投放潍坊

正6月1日上午10点,潍坊创建氢能示范城市暨潍柴150辆氢燃料电池公交车运营仪式举行,山东省副省长凌文,潍坊市委书记惠新安,潍坊市委副书记、市长田庆盈等省市领导出席活动。这是继2019年首次批量投放后,潍柴又一次在潍坊大规模投放氢燃料电池公交车。该批车搭载的潍柴氢能动力,已     

基于MotoTron平台的燃料电池共轨喷射系统的研发

针对目前常用的燃料电池氢气供应方式存在氢气利用率低、耗能大和使用范围小等缺点,本文中提出了基于MotoTron平台的氢共轨喷射系统快速原型开发技术.通过对控制参数的整定,达到共轨喷射系统氢气输出稳态误差合理、出口流量动态可调的目的.结果表明,该方法能使氢气在燃料电池阳极分布更为均匀,提高了氢气利用率,延长了燃料电池寿命,为后续的整车开发奠定了基础.     

丰田Mirai氢燃料电池汽车解析(上)

正丰田Mirai四门轿车于2014年12月15日在日本正式上市是丰田汽车公司的第一款氢燃料电池汽车。丰田燃料电池系统将诸如燃料电池堆和高压氢气罐等混合动力技术与燃料电池技术相结合。燃料电池汽车有效地将发电所需的氢气和空气输送到燃料电池,产生电能,并利用电能驱动汽车的牵引电机。高压电零部件包括带电机的燃料电池空气压缩机、空调电动压缩机、燃料电池逆变器、燃料电池堆、燃料电池冷却水泵、燃料电池水泵与氢气泵逆变器、带电机的燃料电池汽车变速器和带转换器的逆变器供电。所有其他常规的汽车电气,如前大灯、音响和仪表都是由一个单独的12V辅助电池供电。在Mirai中设计了许多安全措施,以确保大约244.8V的燃料电池汽车镍氢动力蓄电     

搭载捷氢科技燃料电池系统的常熟氢能公交车交付

正2020年5月,捷氢科技落地常熟并设立江苏子公司,实现PROME P390的本地化生产制造,在一年不到的时间里,第一批搭载捷氢科技燃料电池系统的常熟氢能公交车即将上路。此次交付的16辆燃料电池公交车,为捷氢科技在2021年持续深入推进燃料电池商业化运营吹响了前进的号角。"捷氢科技在成立以来的两年多时间里取得了突破性进展,自主掌握了燃料电池的核心技术,     

又150辆氢燃料电池公交车投放潍坊，潍柴氢能产业加速起跑

正2020年6月1日,潍坊创建氢能示范城市暨潍柴150辆氢燃料电池公交车运营仪式举行。这是继2019年首批投放50辆后,潍柴又一次在潍坊大规模投放氢燃料电池公交车,为潍坊创建氢能示范城市注入了绿色"新动力"。该批车搭载的潍柴氢能动力,已顺利通过高低温、可靠性和耐久性验证,最大续使里程600 km,寿命超过2万h;且电堆功率密度达到2.0 kW/L,其成本、     

车用燃料电池发动机NVH试验方法分析

燃料电池发动机作为燃料电池汽车的动力核心,在运行过程中需要空压机高速旋转和氢气子循环系统工作保证燃料电池堆持续发电。文章基于简易噪声测试和半消声室噪声测试方法,介绍了两种测试燃料电池发动机工作时噪声、振动与声振粗糙度（NVH）性能的试验方法,为现阶段行业内针对燃料电池发动机的NVH试验方法提供借鉴。     

Question ＆ Answer

<正>Q1:目前市面上几乎看不到燃料电池汽车,但是在国家关于新能源汽车的相关规划中却多次提到这种车型,请问燃料电池汽车有何优势?北京读者:孙超利A1:燃料电池的英文名为"Fuel Cell",它是利用燃料与氧化剂发生反应,直接将化学能转化为电能的装置。燃料电池与常规电池的不同点在于,燃料电池工作时需要连续不断地向电池内输入燃料和氧化剂,只要持续供应,燃料电池就会不断提供电能,目前常见的燃料主要为氢气。燃料     

Honda投产新型燃料电池车“FCX Clarity”

FCX Clarity在Honda汽车新车型中心生产,该汽车研发中心增设了燃料电池车专用的总装生产线,进行燃料电池车特有的组装加工,例如燃料电池堆及氢气罐的安装等。其核心技术燃料电池堆由Honda生产技术株式会社生产。特别是对制造精度要求很高的电池单元工序,     

燃料电池系统氢循环部件性能测试

搭建了燃料电池系统测试台架，设计了引射器和氢气循环泵两个部件基于燃料电池系统的测试方案，并对引射器和氢气循环泵进行了性能测试和对比分析。测试数据表明，引射器方案的燃料电池系统系统输出功率比氢气循环泵方案大0.1kW～0.3kW，系统效率比氢气循环泵方案低0.2%～0.7%，从燃料电池系统系统层面分析氢循环部件性能可以获得更为全面的评价分析结果。     

20辆搭载亿华通氢燃料电池发动机的公交车驶上成都街头

<正>2019年7月29日,20辆蓝白相间搭载北京亿华通科技股份有限公司(简称:亿华通)最新一代自主氢燃料电池发动机的氢燃料电池公交车,在中植一客成都汽车有限公司(简称:中植一客)完成交付,正式驶上成都市龙泉驿区街头。该批车辆由中植一客生产,该公司多年来专注于新能源汽车     

INERGY公司压缩氢气储存系统开发成功

INERGY公司在开发短期压缩氯气储存系统的同时，还专研长时间压缩氢气储存以提高氢燃料汽车可行性的方案。INERGY公司和美国俄亥俄州大学合作已开发出一个独特的氢气储存系统方案，该系统用一个合适的微观结构储存纯氢气，不仅充分利用储存罐的空间，而且由于均匀负载提高了微观结构材料的强度。INERGY公刮将在2006夏威夷燃料电池展会上展示该储存系统。