燃料处理器将燃料转换成燃料电池可用的状态。 功率调节器调节电流、电压、频率等以满足使用。 空气压缩机可以增加进入燃料电池的燃料气体的气压,

燃料电池

燃料处理器将燃料转换成燃料电池可用的状态。

功率调节器调节电流、电压、频率等以满足使用。

空气压缩机可以增加进入燃料电池的燃料气体的气压,以提高燃料电池的效率。

2、驱动电机及控制系统是燃料电池汽车的心脏

驱动电机及控制系统是燃料电池汽车的心脏,它的功能是使电能转变为机械能,并通过传统系统将能量传递到车轮驱动车辆行驶。

其基本构成为电机和控制器,电机由控制器控制,是一个将电能转变为机械能的装置,控制器的作用是将动力源的电能转变为适合于电机运行的另一种形式的电能,所以控制器本质上是一个电能变换控制装置。

电动机驱动是燃料电池车惟一的驱动模式。大型燃料电池汽车如大客车一般采用感应电机驱动,主要应用在数十千万以上的中、大功率系统中;小型燃料电池汽车如乘用车一般用无刷直流电机驱动系统,主要应用在在数十千万以下的中、小功率的系统中。

北京亿华通,是燃料电池动力系统的开发与产业化以及氢能基础设施运营厂商。公司核心业务是,以燃料电池发动机为核心,采用燃料电池发动机与动力电池的电-电混合动力系统构型,为客户提供集系统构型分析、系统集成、动力系统优化控制、工程服务为一体的整套解决方案。当前主要客户为福田、宇通、金龙等客车厂业。

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3、整车控制系统和其他新能源车类似,一样可以向智能驾驶进击

燃料电池汽车的整车控制系统和其他类型的新能源汽车是一样的,它负责对燃料电池系统、电机驱动系统、动力转向系统、再生制动系统和其他辅助系统进行监测和管理,也可以向智能化和数字化方向发展,包括神经网络、模糊运算和自适应控制等非线性智能控制技术都可以应用于燃料电池汽车的控制系统中。因此,燃料电池汽车一样可以发展无人驾驶或智能驾驶。

4、辅助电源对燃料电池汽车极其重要,超级电容器应用的趋势开始出现

燃料电池车是以燃料电池为主要电源和以电动机驱动为惟一的驱动模式的电动车辆,燃料电池汽车的基础结构多种多样,按照驱动方式可分为纯燃料电池驱动和混合驱动两种,区别主要在于是否加装了辅助电源,辅助电源一般用蓄电池(铅酸电池)、碱性电池或超级电容器。

目前,因受到燃料电池启动较慢和燃料电池不能用充电来储存电能的限制,多数燃料电池汽车都要增加辅助电源来加速燃料电池车的启动,所需要的电能和储存车辆制动反馈的能量。因此一般的燃料电池汽车大多是混合驱动型车,其动力系统关键装备除了燃料电池,还包括DC/DC转换器、驱动电动机及传动系统、辅助电源。

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辅助电源及管理系统是混合型燃料电池汽车动力系统中的重要组成部分,在汽车启动、加速、爬坡等工况下,需要驱动功率大于燃料电池可以提供的功率时,释放存储的电能,从而降低燃料电池的峰值功率需求,使燃料电池工作在一个稳定的工况下,而在汽车怠速、低速或减速等工况下,燃料电池功率大于驱动功率时,存储动力系统富余的能量,或在回馈制动时,吸收存储制动能量,从而提高整个动力系统的能量效率。

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目前应用于混合燃料电池汽车的辅助电源主要有如铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池、超级电容器等。由于蓄电池最便宜,目前辅助电源用的最多的还是蓄电池(铅酸电池),主要采用EFB电池(增强型富液式铅酸电池)和AGM电池(玻璃纤维吸附蓄电池),其供应商主要包括博世、法雷奥、德尔福和马自达等厂商。此外,镍氢电池由于其性价比优势,也是现在主流的燃料电池辅助电源方案之一。

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江海股份,是国内超级电容器龙头厂商。公司2013年收购日本ACT,并积极与海内外高校合作,引进资深研发团队,从技术壁垒最高的电极材料到大容量超级电容器模组完成高度垂直一体化布局。由于蓄电池的循环寿命一般在几百到几千次,而且污染较大,而超级电容器能够反复循环充放电几十万次,而且可以迅速地完成大量电荷的充放电。所以,部分混合驱动燃料电池汽车开始趋向于采用大容量超级电容器作为辅助电源应用,公司的超级电容器部分性能已经已经大幅超越Maxwell,预计公司将在混合驱动燃料电池汽车辅助电源上具备机会。

科力远,是镍氢电池龙头。2013年底与常熟新中源、Primearth EV Energy、丰田(中国)投资、丰田通商签署了科力美合营合同,公司出资21.76亿日元,占有40%的股份,正式切入丰田汽车产业链,其中,丰田的混合动力及混合驱动燃料电池汽车辅助电源采用了镍氢电池。后来公司又与吉利集团、长安汽车、昆明云内动力股份有限公司就增资或投资公司控股子公司科力远混合动力技术有限公司的相关事宜签订了《增资扩股框架协议》,显示了公司在混合动力技术上的实力。

5、氢气储存罐

目前燃料电池汽车的主要燃料是气态氢气,主流的储氢方式还用高压储。汽车一次充气有足够的行驶里程,就需要多个高压储气瓶来储存气态氢气。在储氢罐轻量化和安全防碰撞等领域,日本村田是目前做得最好的厂商之一。

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丰田Mirai高压储氢罐采用三层结构,内层是密封氢气的树脂衬里,中层是确保耐压强度的碳纤维强化树脂(CFRP)层,表层是保护表面的玻璃纤维强化树脂层。

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Mirai的储氢罐的轻量化瞄准的是中层,采用的是对含浸了树脂的碳纤施加张力使之卷起层叠的纤维缠绕工艺,缠绕方法有强化筒部的环向缠绕、强化边缘的高角度螺旋缠绕和强化底部的低角度螺旋缠绕三种,通过削减这三种方式的缠绕圈数,丰田将CFRP的用量比原来减少了40%,使重量效率提升20%,达到了全球最高水平的5.7wt.%。另外,对于按照高压储氢罐的全球技术规则,丰田采取用含有膨胀石墨的耐火聚氨酯板来保护吸收下落冲击的耐冲击聚氨酯护板的方法,确保耐火性能。

[责任编辑:张倩]

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