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一 燃料电池专业知识 第一章燃料电池原理和构成 什么是燃料电池 定义 燃料电池 FuelCell 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 PEMFC原理 构成 NREL 质子交换膜PEM protonexchangemembrane 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 强度高材料 NafionDow膜 复合膜 BaM3G膜 催化层CL Catalystlayer 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 气体扩散层GDL gasdiffusionlayer 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 流场板FP FlowPlate 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 第二章燃料电池系统集成 HD6ballard Intellagentenergy FlowCath 新源动力 GMFC USfuelcell BMW 5GT 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 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 系统流程 第三章车用燃料电池系统介绍 传统汽车 电动汽车 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 燃料电池汽车 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 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 AuxiliaryPowerUnit 150 200公里 DCDC DC 直流电 directcurrentAC 交流电 AlternatingcurrentDCDC 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 隔离型 升压型降压型 单向双向 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 动力电池 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 从正极材料来看有 锰酸锂 三元材料或磷酸铁锂等 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 第四章巴拉德9ssl电堆 Fuelcellstackorientation Gasandfluidcompati