燃料电池系统关键部件介绍
一 氢气子系统
该子系统的作用是调整氢气的压力、对氢气进行加湿以及为电堆及时提供充足的氢气，该系统包含的主要零部件是氢气瓶，重要的工作过程是喷氢循环。对于氢气瓶，它的设计参数指标主要是流量达28 CFM（800 LPM），压力达10 psig（700 mbar），采用24V无刷直流电机；对于氢气循环，有不同的循环方式，如通过引射器、氢气循环泵、引射器与氢气循环泵并联以及引射器与共轨喷氢阀串联等方式，各有优缺点，其中在多级循环装置并联的基础上，在前端加装电子共轨喷氢装置是发展的趋势；引射器工作范围在额定功率的23-100%，电堆功率大于30kW时引射比稳定在0.2左右。
二 空气子系统
对于空气子系统，主要是通过空压机为燃料电池及时提供充足的空气，防止氧气的供应不足，该系统主要零部件是空气压缩机，对于目前燃料电池的空气系统，无油润滑离心空压机是研究和开发的重点。空压机的本体、高速电机以及润滑和轴承的设计比较重要，它的最大外圆直径195mm，长度319mm；具体结构是高速电机与透平式泵头；电机转速需要在100000r/min以内获得传统内燃机150000r/min的压比；电机的润滑与轴承方案主要有动静压水润滑轴承方案和动压空气轴承方案；额定功率15kW。理论上电动离心压缩机在体积、重量、功率、噪声及压比范围占据优势，大多厂家在应用时也是首选离心式压缩机。
三 冷却子系统
电堆冷却系统主要是对燃料电池工作产生的热量以及内部的水进行管理，冷却系统的组成零部件有电堆、水泵、风扇和散热器。燃料电池产生的热量通过冷却水带走到散热器，散热器将热量传递到环境，从而使电堆温度维持在80℃左右；燃料电池的散热与输出功率之间应当兼顾，对散热量过大时应及时限制电流。对电堆入口处的要求有：空气和氢气均需加湿以及用中冷器冷却电堆空气。
4 系统控制
燃料电池系统的正常工作需要它的各个子系统协调配合，这些子系统之间的通讯等需要系统的控制信号进行协调，对不同的燃料电池汽车有不同控制策略的功率闭环控制系统：以跟踪性能为导向的控制方法适合全功率燃料电池，以过氧比恒定为导向的控制方法适合插电式或增程式燃料电池汽车；采用代码自动生成技术进行V模型控制器开发；基于模型的控制策略设计；基于耐久性、经济性和动力性的车用燃料电池系统的控制策略；对电堆内部状态的实时监测还需要状态监控系统。DC/DC是闭环功率控制系统的主要零部件，整车通过它向燃料电池系统提取相应的需求功率。
5 燃料电池堆
燃料电池堆是氧化剂与还原剂发生电化学反应转换成电能的场所。单片燃料电池主要由以下几部分组成：双极板（BPP）、气体扩散层（GDL）、催化层（CL）以及质子交换膜（PEM）。质子交换膜、催化层以及扩散层可构成五合一的膜电极组件（MEA）。车用燃料电池堆由n片MEA和n+1片双极板交替叠压密封而成。双极板用来分隔和分布单电池间的反应气体，同时也起到水管理、导热、集流体和机械支撑的重要作用；质子交换膜的主要作用是传输质子、分隔反应气体以及电子绝缘。
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