燃料电池汽车虽然发展迅速,但从商业化要求角度,中国车用燃料电池技术上仍然存在一定差距,未来需加强对以下几个方面的布局:1)提高燃料电池电堆性能与比功率。目前,国内燃料电池车电堆的功率级别还普遍偏低。国内车用燃料电池堆主要以30~50 kW为主,与国际上乘用车的燃料电池功率级别100 kW左右相差甚远。2)提高燃料电池的耐久性。提高燃料电池堆及系统的耐久性,是燃料电池商业化的前提。目前,提高系统控制策略是提高燃料电池车耐久性的有效途径之一。3)降低燃料电池的成本。建议要发展低成本的材料与部件,例如低Pt催化剂与膜电极、低成本的双极板和系统部件,并实现量产,以降低电堆与系统成本。燃料电池测试装备需加强设备的环保性和能源利用效率,减少能源消耗和环境污染。上海抽真空模块解决方案
燃料电池电堆的性能将因基础理论、材料、部件等研发成果的应用,在输出、功率密度、耐久性和低温性能等方面将不断提升,如在比功率方面,将由目前的2.5~3.0 kW/L,逐步提升至3.5~4.0 kW/L 甚至更高,耐久性将超过20 000 h,低温情况在-40 ℃实现启动。同时随着产量的增加,其成本也将明显降低,使其更具备推广应用的价值,为节能减排做出重要贡献。燃料电池电堆的开发流程,也将随着产品化的深入,在零部件供应商和关键制造企业之间,形成优势互补,并持续优化完善。产品测试阶段在在满足国家相关标准和法规的基础上,积累形成企业的评价方法,掌握关键技术,应对不同层次产品开发需求。这一切的实现,有赖于测试能力平台的建设。测试能力平台建设,要兼顾当下产品在性能和耐久测试等方面的实际通过量需求,又要考虑产品未来3~5年的发展需求。上海燃料电池电堆测试台工厂燃料电池测试装备将是未来燃料电池产业发展的重要支撑之一,对于提升技术水平和产业竞争力具有重要作用。
燃料电池性能随着反应物气体压力的增加而提高;因此,许多燃料电池系统都包括一个空气压缩机,它可以将进口空气压力提高到环境大气压力的2~4倍。对于运输应用,空压机的效率应至少达到75%。在某些情况下,还包括一个膨胀器,以从高压废气中恢复电力。扩展机效率应至少达到80%。PEM燃料电池的关键聚合物电解质膜在干燥时不能很好地工作,因此许多燃料电池系统都为进气口安装了加湿器。加湿器通常由一层薄膜组成,该薄膜可以由与PEM相同的材料制成。通过在加湿器的一侧流动干燥的进口空气和在另一侧流动潮湿的排气空气,燃料电池产生的水可以被循环利用,以保持PEM良好的水化。
本测试平台产品在设计上主要分为九个单元,分别为气体供应及排放单元、水域/夹具热管理单元、氮气吹扫及试漏单元、去离子水补充单元、电子负载单元、电化学工作站、安全控制及联锁单元、数据采集及控制单元、气体泄漏报警单元。通过精选硬件和优化软件算法,确保了测量精度和稳定性,运行条件准确可控;通过规范硬件适用标准、增加安全保证硬件以及在软件上进行多重安全设计,提升了平台的可靠性和安全性。平台设计有功能强大的人机界面,有多种操作模式和控制方式供用户选择,可以实现连续多天无人值守全自动运行。燃料电池运行的状态和参数均可以在线调整和监测,所有监测数据均可以即时存储。燃料电池测试装备可以根据实验需要进行定制和改装。
燃料电池测试设备的主要特点:①隔离。燃料电池测试系统先要进行各种需要信号调理的测试。然后原始信号才能有数据采集系统数字化。大容量电堆具有数百个单电池。从而电压测量要求数白伏的共模抑制。因此,测试不只必须具有多个每个通道都能读取l—10V的通道.而且必须保持电堆的每一个和末尾一个电池之间高达数百伏的隔离。②数据采集系统必须能够扩展。由于燃料电池测试系统的通道数目可以从100个到1000多个.所以数据采集系统必须能够扩展。并且这些系统也要求可以进行信号的衰减和放大。③模块化。对于现在的测试系统,模块化也是必需的。因为测试系统必须能够随着生产及验证技术的变革而变革。④标定。任何测试系统都应该进行标定以确保测量有效和准确。燃料电池测试装备可用于燃料电池及燃料电池汽车的生产、测试、认证等方面。郑州燃料电池发动机氢气子系统测试台厂
燃料电池测试装备的制造需加大对新材料、新工艺和新技术的研发和应用,以提高设备的性能和降低成本。上海抽真空模块解决方案
与传统内燃机相似,整车的功率需求、寿命、空间尺寸、成本等是燃料电池电堆的初始设计输入。燃料电池电堆的设计及改进方向,目前就是向传统内燃机看齐,力争在各方面缩小与内燃机的差距,进而突破阻碍其推广应用的掣肘。针对不同的车型及工况需求,燃料电池的电堆设计存在些许差异。如DOE预计,2025年,重型车将由3 个电堆并联组成391 kW 的燃料电池系统,中型车由2 个电堆并联组成202 kW 的系统。结合美国、欧洲、日本、韩国以及中国的燃料电池相关规划中的内容,针对商用车燃料电池电堆的设计目标。基于整车对电堆的实际使用需求,结合空气供给系统中空压机、燃料供给系统中氢气循环泵、冷却系统中散热器、电控系统中DC/DC 等关键部件的性能参数,考虑与拟开发电堆的匹配性后,即可基本锁定燃料电池电堆的边界设计条件。上海抽真空模块解决方案