燃料电池系统介绍20190109

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通过监测车辆状态(车速、温度等)信息,由VCU判断处理后,向动力系统、 动力电池系统发送车辆的运行状态控制指令,同时控制车载附件电力系统 的工作模式;VCU具有整车系统故障诊断保护与存储功能。
系统运行状态
状态码 1 2 3
状态名称 待启动
自检 正在开机
状态描述 燃料电池系统关机待启动 接收到开机命令启动过程中
除衣服上可能会造成短路的珠宝、手表、戒指以及金属物件。
系统保养
燃料电池系统要求周期性预防维护,以确保系统继续安全运行,确保系统在其使用时 间内可靠运作。最终用户需根据维护时间表进行维护任务。维修记录需要列出每一项 任务以及日期。
序号 1 2 3 4 5 6
保养类别 防冻液 去离子罐 空滤 Y型过滤器 电堆散热器 氢浓度传感器
240-300kW
售后服务
一流的客户服务
365天全年无休 一年365天,7×24小时全天无休,随时随地为客户提供服务。
24小时紧急救援服务 开通全天24小时救援热线,随时为客户提供紧急救援服务。
氢燃料电池运行安静,噪声大约只有55dB(A),相当于人们正常交谈的水平。这使得氢燃料电 池适合于室内安装,或是在如城市、住宅区等室外对噪声有限制的地方。
氢燃料电池高效率:
氢燃料电池的发电效率可以达到50%以上,这是由氢燃料电池的转换性质决定的,直接将化学 能转换为电能,不需要经过热能和机械能(发电机)的中间变换。
氢燃料电池汽车设计、制造、运营管理方面须符合国家相关法规和标准要求。
系统控制策略
3
控制系统原理
整车控制器控制什么?
燃料电池系统通过CAN总线方式与整车进 行数据通迅,整车控制器将目标指令发送 至燃料电池系统,燃料电池系统将自身的 状态信息发送给整车控制器。以此完成对 整个燃料电池系统的操作使用。
化学危险防护
窒息危险
• 氢气本身无毒,但可以置换空气中的氧气使人窒息,事前不会发生任何征兆; • 燃料电池系统在运行时消耗氧气。如果在通风不良的封闭空间中运行,必须注意氧气浓度不
要低于安全水平。
火灾危险
• 本产品使用氢气作为燃料发电。氢气是一种无色、无味的易燃气体,它与氧气接触高度易燃, 产生淡蓝色火焰,白天几乎看不见火焰;
核心特点:
延长发动机寿命:减小氢燃料电池发动机的输出纹波,稳 定发动机的工作状态,延长发动机寿命; 高升压变比:升压变比率最高可达1:12; 效率高:运行效率高达95%; 适 用 范 围 广 : 输 入 端 电 压 50V~500V, 输 出 端 电 压 300V~700V。
DCDC设计
燃料电池专用DC/DC,
• 氢气分子比其他常见气体分子小,使得氢气容易穿过被认为是气密的物质,如燃料管路,非 焊接的接口,非金属的密封件如密封圈,O型圈,管螺纹密封胶和封装等。此外,因为氢气 分子具有高浮力和扩散性,泄漏的氢气会扩散并被快速稀释。氢气从电堆中的泄漏量只会随 着电堆的寿命增加而增加;
• 系统装备的氢传感器会在氢气(在空气中的)浓度达到易燃浓度(1%)之前发出警告,这 时应立即切断负载及氢源。另外参照氢气安全国家标准GB4962-2008,作为一种预防措施, 燃料电池必须在通风良好的区域运行,以防氢气积累。
防护等级达到IP67。
工作原理
整车控制器:
整车控制器包括控制器软件和硬件平台,是氢燃料电池发动机系统和氢燃料电池整车控制的核心。 在控制器数字核心技术、网络通讯系统、控制算法、故障诊断等方面,拥有多年的技术积累,积累了大量的应用 经验。通过优化控制算法,增强故障诊断功能,提高了氢燃料电池发动机系统及整车的安全性、可靠性和耐久性。
注意高温 此标识表示所贴部件的部分表面高温,可能会造成皮肤烫伤等危害。
易燃物 此标识表示所贴部件为易燃物或其内部含有易燃物,当接触高温、火花、火焰或摩擦, 有燃烧或爆炸的潜在危害。 爆炸或易燃气体氛围 此标识表示所贴部件会排放易燃气体,当接触高温、火花、火焰或摩擦时,会有爆炸 的潜在危害。
保护导体端子(接地) 此标识表示需要为所贴部件提供接地点。
2
冷却液
车用防冻液
燃料电池系统 不锈钢(316),铝(5052/6061) 去离子水或乙二醇水溶液(建议50%体积比) 要求电导率值小于1.5 μS/cm(平均0.75 μS/cm)
一般安全防护
燃料电池系统使用的冷却液,为去离子水或乙二醇水溶液,其中乙二醇 含量不得超过50%(vol)。乙二醇有轻微毒性,防止身体、皮肤直接接 触。当对冷却液系统进行操作时,操作人员应穿戴化学防护手套和防护 服,如皮肤上沾有乙二醇水溶液,应及时清洗。另外须根据相关规定处 理已使用的乙二醇水溶液。
一般安全防护
氢燃料电池发动机较传统发动机在冷却及散热方面有更高的要求
•DCDC—水冷,对材料,电导率无特殊要求,要求温度控制在80摄氏度以下即可; •燃料电池----水冷,对材料,电导率有特殊要求,要求温度精确控制60-80摄氏度温度,最佳70摄氏度。
编号 项目
DCDC
1 散热器材料 铝、铜、不锈钢
危险性描述 易燃物质!远离火源!
基本概念
误区
虽然氢燃料电池名字里面有“燃料”字样,但是氢 燃料电池却不是利用燃烧来获取能量/电能,而是 利用氢气跟氧气化学反应过程中的电荷转移来形成 电流,这一过程最关键的技术就是利用特殊的“电 解质薄膜”将氢气拆分,整个过程可以理解成蚊子 无法穿过纱窗,但是更小的灰尘却可以……
注意事项
注意!
① 当燃料电池动力系统处于工作状态时,严禁对其进行任何维护和操作工作,保持所有的防护罩、屏蔽 装置以及电气外壳处理正确位置。
② 当动力系统处理未运行或断电状态是,也不要直接对其进行操作或维护,须用万用表确认其输出端的 电压为安全操作电压后,在对其进行相关操作。
③ 氢气的使用必须符合国家有关规定。 ④ 系统氢气尾排应在客车车体外向上排入大气,车内禁止烟火。 ⑤ 行车区域应避开重污染区域,如黑烟、燃鞭、重粉尘、排放污染物的化工类工厂等。 ⑥ 系统报警器响时,立刻停机检查,并通风换气。 ⑦ 车辆停放时应停放在通风良好的区域,同时尽力避开有明火的区域。 ⑧ 燃料电池动力系统若出现故障,不得继续强行运行,需即时查明原因、开展维修工作,且维修需要移
7
氢气气瓶
处置方式 更换 更换 更换 清洗 检查 校准
复检
首保 —
10000km
10000km
10000km
10000km — —
保养周期 每年冬季环境温度低于10℃ 500h/10000km
500h/10000km
500h/10000km
500h/10000km 一年一次 三年一次(每六年大检一次,直至 十五年报废)
产品应用和售后
5
发布的产品
在2018年发布了50kW和150kW氢 燃料电池系统,分别适用于中型车 辆和重型车辆。
适配车型
50kW系统 150kW系统
50kW系统 150kW系统
交通应用
重卡用: 100 -150 kW
乘用车用: >50 kW
(金属双极板)
客车用: 50 – 100 kW
有轨电车用: 150kW
防止触电
• 当电堆的工作电压超过36V,就存在触电致死的危险。所以在使用氢燃料电池动力系统时一 定要防止触电,尽量避免佩戴可能导致短路或触电事故的导电饰品,切勿用手触摸电堆、控 制器件等带电器件及电线。每天工作前对电路进行检查;工作结束后,关闭设备电源。 同 时,氢燃料电池严禁短路,氢燃料电池输出电路严禁处于裸露状态。
氢气/空气 系统
化 学

整车控制器
燃料电池


DC/DC


冷却系统
控制系统原理
缩写 VCU
单词 Vehicle control unit——车辆控制单元
释义
VCU是实现整车控制决策的核心电子控制单元,一般仅新能源汽车配备、
传统燃油车无需该装置。
VCU通过采集油门踏板、挡位、刹车踏板等信号来判断驾驶员的驾驶意图;
个部分,也可用于燃料电池城市客车、有轨电车、城市物流车、轿车等。
亿华通专门设有氢能事业部,在储氢、供氢技术等方面,拥有专业的解决方案。
供氢模块
储氢模块
加注模块
预警模块
检测模块
氢气安全性
相同时间内泄露的氢气体积总是大于天然气, 但泄露的氢气的能量将小于天然气的能量。 原因是常温常压下,氢气的体积能量密度仅 为天然气的0.32倍。
目录
1 2 3 4
5
公司介绍 燃料电池系统原理
系统控制策略 用户注意事项 产品应用和售后
核心技术
电堆设计
国产复合双极板和 金属双极板电堆
PEMFC发动机 集成和控制
PEMFC发动机设计; 控制系统设计; 3D CFD仿真
DCDC设计
燃料电池专用DC/DC,
防护等级达到IP67。
系统安全技术
氢气安全 高压安全
储电能
工作原理
整车 控制系 统
动力电池
燃料 电池
DC/DC
电机 控制 器
储氢 供氢系 统
车辆 附件总 成 燃料 电池附 件
储水水箱
散热单元
去离子纯 化单元
散热系 统
驱动 电机
驱动桥
工作原理
DC/DC 直接变换器 :
DC/DC是指将一个固定的直流电压变换为可变的直流电压,也称为直流斩波器。按字面来讲DC/DC就是指直流 转直流电源。DC/DC作为氢燃料电池发动机系统的关键部件,实现了燃料电池和整车高压母线之间的电压解耦, 主要用于氢燃料电池发动机的输出功率控制。通过对燃料电池发动机功率的精确控制,实现了整车动力系统之间 的功率分配以及优化控制。
工作原理
质子交换膜氢燃料电池化学反应(25℃): 氢的阳极氧化:2H2 – 4e- → 4H+ φ =0 氧的阴极还原:O2 + 4H+ → 2H2O φ =1.23V 总反应: 2H2 + O2 → 2H2O E=1.23V 燃料电池是能够产生电能的装置 燃料电池≠蓄电池!燃料电池产生电能,蓄电池存
核心特点:
高效率性:高效快速的逻辑控制算法; 高可靠性:完善的故障诊断算法; 高适用性:具有丰富的资源和多功能的可配置接口。
工作原理
氢气处理系统:
氢系统全称为:压缩气态氢系统,也叫车载高压压缩气态氢系统,提供氢燃料电池客车氢燃料电池动力系统所需
的洁净的氢气,是储氢系统的功能和作用,按模块分为储氢模块、供氢模块、加注模块、预警模块、检测模块五
自检成功后开机吹扫
4
运行 启动完成,可以进行功率输出
5
正在降载
接收到关机命令后降载
6
正在关机
关机过程中
7
冷关机
关机后,进行低温保存
18
故障
故障
用户注意事项
4
一般安全防护
标志
注意 警告 警告 警告 警告 注意
释义
注意安全 此标识表示一般性潜在危险,需要注意某个部件或某一操作。
当心触电 此标识表示所贴部件内有高电压(>60V),有潜在触电或电击的危害。
工作原理
质子交换膜
催化剂 负极
催化剂 正极
(1)氢气通过管道或导气板到达阳极; (2)在阳极催化剂的作用下,1个氢分子解离为2个氢质子,并释放出2个电子; (3)在电池的另一端,氧气通过管道到达阴极,在阴极催化剂作用下,氧分子和氢离子与通过外电路到达阴极的电子发生反应生成水。 (4)电子在外电路形成直流电。 因此,只要源源不断地向燃料电池阳极和阴极供给氢气和氧气,就可以向外电路的负载连续地输出电能,以达到驱动汽车的目的。
整车动力系统 设计和控制
车辆动力仿真; 动力系统匹配; 整车动力系统开发
核心技术
氢燃料系统控制器
冷却系统
空气供 给系统
氢气供 给系统
燃料电池系统原理
2
基本概念
氢气 中文名
英文名 Hydrogen 化学式 H2
外观
无色、无臭、可燃气体。是已知的密度最小的气体。
应用
工业用作合成氨、合成甲醇、合成盐酸的原料,冶金用还原剂等; 医疗应用; 燃料应用;
一ຫໍສະໝຸດ Baidu安全防护
高温高压危险
• 系统最高表面温度可达80℃以上。为避免高温烫伤,请勿在燃料电池工作时或运行之后短 时间内接触本产品或与本产品连接的部件。
• 系统使用危险高压气体。在打开任何气路或接头时应谨慎。 • 电堆是在高压下组装的。请避免拆卸电堆。
静电
• 定期对氢气存储容器、输送管路进行检漏。燃料电池动力系统应有防静电措施,如静电接地。在移动、 安放、使用系统的操作过程中,避免发生撞击,防止产生火花。
技术特点
氢燃料电池对环境无污染:
它是通过电化学反应,而不是采用燃烧(汽、柴油)或储能(蓄电池)方式。化学燃料燃烧会 释放COx、NOx、SOx气体和粉尘等污染物。但氢燃料电池反应的排放物只有水。如果氢是 通过可再生能源产生的(光伏电池板、风能发电等),整个循环就是彻底的不产生有害物质的 排放。
氢燃料电池低噪声:
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