氢燃料电池汽车系统组成有哪些

燃料电池汽车是一种利用氢气和氧气发生化学反应产生电能驱动汽车运行的新型动力系统。氢燃料电池汽车是一种清洁、高效、环保的交通工具。它的氢燃料电池系统是整个汽车动力系统的核心,由多个部件组成,包括氢气供应系统、氧气供应系统、燃料电池堆、储氢罐、发动机管理系统和动力控制装置等。

一、燃料电池系统

燃料电池系统是燃料电池电动汽车的核心部分,主要由燃料电池堆、氢气供应系统和氧气供应系统组成。

  1. 燃料电池堆

    燃料电池堆是将氢气和氧气通过化学反应转化为电能的装置。它由呈多孔状态、涂有催化剂的阳极、阴极、隔离电极的离子导电电解质和集流体组成。单个燃料电池产生的电压很低,因此需要将多个燃料电池串联成电池堆,以提供足够的电压输出。

  2. 氢气供应系统

    氢气供应系统是将氢气输送到燃料电池堆的系统。它主要由氢气储存罐、氢气供应管路和过滤器等组成。

    氢气储存罐是氢燃料电池汽车中重要的组成部分,用于存储压缩或液态的氢气。常见的储存方式有高压和低温液态两种方式。高压储存罐通常采用碳纤维材质制造,具有较大的存储容量和较高的氢气储存密度。低温液态储存罐则采用液态氢的方式,能够在相对较小的空间内存储更多的氢气。

  3. 氧气供应系统

    氧气供应系统是将空气中的氧气输送到燃料电池堆的系统。它主要由氧气供应管路、空气过滤器和氧气泵等组成。

    在供氧系统中,空气泵起到提供电堆反应所需氧气的作用。空气泵通常由电机及其控制器、空气泵和辅助部件组成。

二、发动机管理系统

发动机管理系统是燃料电池汽车控制发动机运行和监测发动机状态的系统。

  1. 燃料电池发动机管理系统

    燃料电池发动机管理系统主要由整车控制器(FCE-ECU)、电池管理系统(BMS)、动力控制系统(PCU)和整车控制系统(VMS)等组成。

    整车控制器是燃料电池汽车整个动力系统的控制中心,负责控制和监测燃料电池堆、氢气和氧气供应系统的运行状态。

    电池管理系统负责监测和管理储氢罐中氢气的存储状态,以提供足够的氢气供应。

    动力控制系统负责控制电池与驱动电机之间的能量转化和传输,以驱动车辆行驶。

    整车控制系统负责协调和控制整个汽车的各个部件和系统,以实现车辆的稳定运行。

三、其他组成部分

  1. 冷却系统

    氢燃料电池堆在工作过程中产生热量,需要通过冷却系统进行散热。冷却系统通常由冷却液循环系统和散热器组成。

  2. 电力电子控制系统

    电力电子控制系统主要由直流/交流变换器和功率电子装置组成,用于将燃料电池产生的直流电转换为交流电供给驱动电机。