《燃料电池专业知识》由会员分享，可在线阅读，更多相关《燃料电池专业知识（35页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、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(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。Fuel CellHydrogenOxygenWaterElectric powerHeatPEMFC 原理PEM fuel cellCathode ReactionO2 + 4H+ + 4e- 2H2OAirAnodeCathodee-Membrane Electrode AssemblyGas Diffusion LayerGas Diffusion LayerH2Bipolar plateBipolar plateLoadH+An
2、ode Reaction2H2 4H+ + 4e-NISTPlatinum CatalystCarbon black构成NREL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， 强度高材料： Nafion Dow膜，复合膜，BaM3G膜；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
3、麦”种植技术;催化剂最先进的是“壳核”结构气体扩散层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，合金第二章 燃料电池系统集成HD6 ballardIntellagent energyFlow Cath新源动力GM FCUS fuelcellBMW，5 GT丰田汽车企业所集成的燃料电池
4、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
5、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： Auxiliary Power Unit）150200公里 DCDCDC：直流电，direct current AC：交流电，Alternating currentDCDC：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
6、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Fuel cell stack orientationGas and fluid compatibilityOperation ConditionsFuel cell stack performanceFuel cell stack operating limits
