燃料电池专业知识ppt课件

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储氢系统
氢瓶:金属内胆,碳纤维缠绕,3型气瓶。 国内压力:国标允许35MPa。
国际:塑料内胆,碳纤维缠绕,4型气瓶。 国际压力:一般都在70MPa。
氢瓶 35/70MPa
减压器
0.5-2MPa左 右
氢气传输管路
燃料电池发 动机
减压器
进入电堆内部
(kPa级)
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第四章 巴拉德9ssl电堆
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Fuel cell stack orientation
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Gas and fluid compatibility
32
Operation Conditions
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Fuel cell stack performance
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Fuel cell stack operating limits
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Layer
plate
Anode Reaction
Cathode Reaction
2H2 4H+ + 4e- O2 + 4H+ + 4e- 2H62O
稳定1
激态A 激态B
Energy
稳定2
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构成
NREL
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质子交换膜PEM(proton exchange membrane)
作用:电解质,传导质子,隔离反应气体 要求:稳定不讲解,高效传导质子,不传电子,气体渗透系数低,溶胀系数小,
空冷使全系统设计简化; 往往供氧和冷却一步完成; 相对功耗更低; 一般应用于无人机,充电器等
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系统流程
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第三章 车用燃料电池系统介绍
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传统汽车
内燃机
机械能 机械传动 机械能
内燃机车:以内燃机(汽油机或柴油机)作为动力源。 电动汽车:以电能作为动力源,用电机驱动车轮。 混合动力汽车:一般指油电混合动力汽车,采用内燃机和电机作为动力源。
隔离型
升压型 降压型
单向 双向
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电机
电机:无刷直流电机、交流异步电机、永磁同步电机、开关磁阻电机。
目前电动汽车上逐渐以永磁同步直流电机为主: 体积小,功率密度大 效率高 功率因素高 启动力矩大 温升低
直流电
电机控制器
电机 机械能
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动力电池
从正极材料来看有:锰酸锂、三元材料或磷酸铁锂等。 作为锂离子电池负极材料-钛酸锂(区别于石墨),可与锰酸锂、三元材料或 磷酸铁锂等正极材料组成电池。
电堆与BOP之间的契合度更高;
电堆水热管理与BOP元件交互更多; 以电堆为核心的BOP元件定制化强化。
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水冷与空冷
水冷系统往往为大功率(>5KW)的电堆而准备; 所携带的热能更大,可以使电堆设计更紧凑; 温度在双极板的面分布上更一致; 相对于外界独立; 一般应用于大功率发动机,电站等
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第二章 燃料电池系统集成
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HD6 ballard Intellagent energy
新源动力
Flow Cath
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GM FC BMW,5 GT
US fuelcell
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丰田
汽车企业所集成的燃料电池发动机,更像“发动机”
集成程度更高; 线束规范;车用方式; 整体模具设计成型思路; 多功能,模块化; 原车用零部件直接用于BOP,或改进后用于BOP
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气体扩散层GDL (gas diffusion layer)
作用:传质,导电,传热,支持催化层,导水 要求:高孔隙率,接触电阻小,内阻小,导热好,稳定性高不降解,强度高 材料:石墨化碳纸或碳布
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流场板FP (Flow Plate)
对于水冷流场,又称为双极板Bipolar-plate 作用:气体分配,集流,导热,密封 要求:重量小,高电导,高热导,耐腐蚀,耐压,低成本 材料:石墨,合金
强度高 材料: Nafion Dow膜,复合膜,BaM3G膜;
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催化层CL (Catalyst layer)
作用:燃料电池反应关键,催化剂以及催化剂载体形成的薄层; 要求:导电性好,载体耐蚀,催化活性大; 材料:Pt/C,Pt-Ru/C 载体材料C:纳米颗粒碳,碳纳米管,碳须 最先进的技术是3M的催化剂“小麦”种植技术; 催化剂最先进的是“壳核”结构
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PEM fuel cell H2
பைடு நூலகம்
Carbon black
Load Anode
e- Platinum
Catalyst
Air
Bipolar Gas Diffusion
plate
Layer
H+
Cathode
Membrane Electrode Assembly
NIST
Gas Diffusion Bipolar
增程器 动力电池
电能
电机
机械能
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150~200公里
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整车 控制系 统
动力电池
燃料 电池
DC/DC
电机 控制 器
驱动 电机
储氢 供氢系 统
车辆 附件总 成 燃料 电池附 件
驱动桥
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DCDC
DC:直流电,direct current AC:交流电,Alternating current DCDC:直流到直流变换器,主要是将某个直流电压转化至另一个直流电压。 解决两个设备电压不匹配的问题。
电动汽车
电池
电能
电机
机械能
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燃料电池汽 车
燃料电池发动机 动力电池
电能
电机
机械能
燃料电池汽车:认为是电动汽车的一种。 纯电动汽车:由可充电电池作为动力源。可以是铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池或 锂离子电池。
纯电动汽车
蓄电池
电能
电机
机械能
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增程式电动车
增程式的含义:有一个增程器,作为辅助动力装置使用(APU: Auxiliary Power Unit)
一、燃料电池专业知识
1
第一章 燃料电池原理和构成
2
什么是燃料电池
定义: 燃料电池(Fuel Cell)是一种将存在于燃料与氧化剂中的化学能直接
转化为电能的发电装置。
燃料
氧化剂
电能
其他?
3
Hydrogen
Fuel Cell
Oxygen Heat
Electric power
Water
4
PEMFC 原理
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