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                  車用電堆工作原理

                  點擊次數:158  發布時間:2019-05-22

                   

                   

                  表1  模塊附件表:

                  符號

                  名稱

                  描述

                  PT-D2

                  電堆冷卻入口壓力

                  用于壓力過高報警,不用于控制

                  TT-D2

                  電堆冷卻入口溫度

                  用于指示和報警,不用于控制

                  TT-D6

                  電堆冷卻出口溫度

                  用于指示和報警,不用于控制

                  MFT-A1

                  空氣質量流量計

                  用于空氣流量控制

                  PT-A1

                  空壓機入口壓力

                  相對壓力為負值,用于空濾堵塞報警

                  BP-A1

                  空壓機

                   

                  TT-A2

                  空壓機出口與熱交換器之間節點溫度

                   

                  HEX-A2

                  冷卻液與壓縮空氣熱交換器

                   

                  TT-A3

                  壓縮空氣熱交換器空氣出口和增濕器之間節點溫度

                   

                  TT-A4

                  電堆空氣入口溫度

                   

                  PT-A4

                  電堆空氣入口壓力

                   

                  TT-A5

                  電堆空氣出口溫度

                   

                  PT-A5

                  電堆空氣出口壓力

                  用于電堆空氣出口背壓控制

                  TT-A6

                  空氣增濕器濕通道出口溫度

                   

                  EPV-A6

                  空氣電磁比例閥

                  用于電堆空氣出口背壓控制

                  PT-H2

                  氫氣進氣口壓力

                   

                  EV-H2

                  氫氣進氣閥

                  控制閥

                  PT-H3

                  氫氣比例閥入口壓力

                  用于氫氣入口壓力和流量控制

                  EPV-H4

                  氫氣電磁比例閥

                  用于氫氣入口壓力和流量控制

                  PT-H4

                  氫氣電堆入口壓力

                   

                  PT-H5

                  氫氣電堆出口壓力

                   

                  BP-H5

                  氫氣回流泵

                   

                  EV-H5

                  氫氣排放閥1

                   

                  EV-H6

                  氫氣排放閥2

                   

                  SRV-H5

                  安全泄放閥

                  用于陽極對陰極的壓力保護

                  SCAN-V

                  電堆節電壓巡檢單元

                   

                  CT-HV3

                  電堆輸出電流

                   

                  VT-HV3

                  電堆輸出電壓

                   

                  GF

                  電堆高壓總線絕緣電阻測試

                   

                  FCMC

                  模塊控制器

                   

                  K-HV4

                  電堆總線預充電開關

                  直流接觸器

                  D-HV4

                  電堆總線預充電二極管

                  防止反向給電池充電

                  K-HV1

                  電堆總線輸出正極總開關

                  直流接觸器

                  K-HV2

                  電堆總線輸出負極總開關

                  直流接觸器

                  VT-HV4

                  模塊輸出電壓

                  用于預充電控制

                  HRB-DRV

                  氫循環泵調速器

                  在氫氣循環泵總成中,只是標明電源

                  BLW-DRV

                  空壓機調速器

                  在空壓機總成中,只是標明電源

                  PS-HV6

                  外用電設備預充電電源

                   

                  表2  車載系統附件表:

                  符號

                  名稱

                  描述

                  H2TK

                  高壓氫氣瓶組

                  氫氣氣源

                  HV-H11

                  氫氣源入口手動截止閥

                   

                  HV-N11

                  氮氣源入口手動截止閥

                  用于防凍處理過程

                  PT-H12

                  氫氣回路氣源壓力

                   

                  EV-H12

                  氫氣回路氣源隔離閥

                   

                  SRV-H12

                  氫氣回路氣源安全閥

                   

                  MIX-A12

                  空氣排氣口混合器

                   

                  FLT-A11

                  空氣進氣口過濾器

                   

                  WEXPT

                  冷卻補水膨脹水箱

                   

                  FLT-D16

                  電堆冷卻液進口過濾器

                  過濾微粒

                  FLT-D11

                  電堆冷卻液出口過濾器

                  過濾微粒

                  WP-D12

                  冷卻液循環泵

                   

                  HET-D14

                  冷卻液加熱器

                  用于冷啟動加熱

                  EMV-D13

                  冷卻液回路電動三通閥

                   

                  RAD-D15

                  冷卻液散熱水箱

                  根據實際位置,可能有多個

                  FLT-DI17

                  去離子過濾器

                   

                  PT-D16

                  電堆模塊冷卻回路入口壓力

                   

                  TT-D11

                  電堆模塊冷卻回路出口溫度

                   

                  TT-D12

                  冷卻回路循環泵出口溫度

                   

                  TT-D15

                  冷卻回路散熱器出口溫度

                   

                  TT-D16

                  電堆模塊冷卻回路入口溫度

                   

                  DC/DC

                  燃料電池與動力電池間的直流變換器

                  根據整車動力電池規格確定參數

                  FCSC

                  燃料電池系統控制器

                   

                  H2TKC

                  氫氣瓶組控制器

                   

                  WP-DRV

                  冷卻液循環水泵調速器

                  在循環水泵總成中,只標明電源

                  FAN-DRV

                  冷卻散熱水箱風扇調速器

                  在風扇總成中,只標明電源

                  AT-101

                  AT-102

                  AT-103

                  AT-104

                  AT-105

                  AT-106

                  6個氫氣濃度傳感變送器

                  用于系統空間中可能氫氣漏氣處的氫氣泄漏報警

                   

                   

                   

                   

                   

                   

                  2.1 模塊

                  • 冷卻液與壓縮空氣熱交換器
                  •  
                  • 氫氣入口壓力調整器
                    •  
                  • 陽極壓力保護
                    •  
                  • 外增濕器
                    •  
                  • 氫氣循環
                    •  
                  • 氫氣吹掃(排放)閥
                    •  
                  • 電堆空氣出口壓力
                    •  
                  • 電堆高壓輸出正負極對結構接地(搭鐵)絕緣電阻檢測
                    •  
                  • 電機調速器的電源
                    •  
                    •  
                  • 節電池電壓巡檢單元
                    •  
                  • 模塊控制器
                    •  
                    •  

                   

                  2.2 車載系統

                  • 高壓氫氣瓶組
                  •  
                  •  
                  • 氫氣氣源的選擇
                    •  
                  • 氫氣濃度傳感變送器
                    •  
                  • 氫氣氣源安全閥
                    •  
                  • 氫氣氣源隔離閥
                    •  
                  • 空氣排放口混合器
                    •  
                  • 空氣進口過濾器
                    •  
                  • 冷卻回路
                    •  
                    •  
                    • 、FLT-D16為網狀物理過濾器,主要過濾顆粒物。
                    • 去離子過濾器,安裝在微循環分支上,用于去除冷卻液中的離子。
                  • 電機調速器電源
                    •  
                  • 燃料電池系統控制器
                    •  
                    •  
                  • DC/DC
                    •  

                   

                   

                   

                   

                   

                   

                   

                   

                   

                   

                   

                   

                   

                   

                  1. 節點參數

                     節點參數是根據系統工藝正常工作和控制策略要求而提出。

                  1. 電堆參數
                  • 單節電池電特性參數(用于健康度、生命期評估)

                  額定電流:    ADC

                  終止電壓:    VDC

                  表2  電壓 VS 電流

                  額定電流比

                  0.0

                  0.1

                  0.2

                  0.3

                  0.4

                  0.5

                  0.6

                  0.7

                  0.8

                  0.9

                  1.0

                  最小電壓

                  (mV)

                   

                   

                   

                   

                   

                   

                   

                   

                   

                   

                   

                  最大電壓

                  (mV)

                   

                   

                   

                   

                   

                   

                   

                   

                   

                   

                   

                   

                  • 冷卻流道參數

                  冷卻液為去離子水或防凍液(50%V/V乙二醇)。

                  最大入口壓力:    kPa(絕壓)

                  最大出口溫度:

                  最大出入口溫差:

                  表3壓損VS 流量(去離子水):

                  流量

                  (LPM)

                   

                   

                   

                   

                   

                   

                   

                  入口壓力

                  (kpag)

                   

                   

                   

                   

                   

                   

                   

                  出口壓力

                  (kpag)

                   

                   

                   

                   

                   

                   

                   

                   

                   

                  表4壓損VS 流量(防凍液):

                  流量

                  (LPM)

                   

                   

                   

                   

                   

                   

                   

                  入口壓力

                  (kpag)

                   

                   

                   

                   

                   

                   

                   

                  出口壓力

                  (kpag)

                   

                   

                   

                   

                   

                   

                   

                   

                  表5溫度 VS 電流

                  電流

                  CT-HV3

                  (A)

                   

                   

                   

                   

                   

                   

                   

                  入口溫度

                  TT-D2

                  (℃)

                   

                   

                   

                   

                   

                   

                   

                  出口溫度

                  TT-D3

                  (℃)

                   

                   

                   

                   

                   

                   

                   

                  發熱功率

                  (W)

                   

                   

                   

                   

                   

                   

                   

                   

                  • 陽極(氫氣)及陰極參數

                  工作溫度范圍:    

                  最大陽極和陰極連通后入口壓力:    kPa

                  最大陽極對陰極壓力:    kPa

                  表6  最小陽極對陰極壓力  VS  電流

                  電流

                  CT-HV3

                  (A)

                   

                   

                   

                   

                   

                   

                   

                  最小壓力

                  (kPa)

                   

                   

                   

                   

                   

                   

                   

                   

                   

                  • 其它各項

                  表7  各項 VS 電流

                  電流

                  CT-HV3

                  (A)

                   

                   

                   

                   

                   

                   

                   

                  電流密度

                  (mA/cm2)

                   

                   

                   

                   

                   

                   

                   

                  氫氣

                  計量比

                   

                   

                   

                   

                   

                   

                   

                  入口壓力

                   

                   

                   

                   

                   

                   

                   

                  出口壓力

                   

                   

                   

                   

                   

                   

                   

                  供氣流量

                   

                   

                   

                   

                   

                   

                   

                  相對濕度

                   

                   

                   

                   

                   

                   

                   

                  露點

                   

                   

                   

                   

                   

                   

                   

                  回流流量

                   

                   

                   

                   

                   

                   

                   

                  空氣

                  計量比

                   

                   

                   

                   

                   

                   

                   

                  入口壓力

                   

                   

                   

                   

                   

                   

                   

                  流量

                   

                   

                   

                   

                   

                   

                   

                  入口溫度

                   

                   

                   

                   

                   

                   

                   

                  入口相對濕度

                   

                   

                   

                   

                   

                   

                   

                  入口露點

                   

                   

                   

                   

                   

                   

                   

                  出口壓力

                   

                   

                   

                   

                   

                   

                   

                   

                  1. 氫氣通道

                  氣源壓力范圍:7.6-9.6 barg

                  1. 空氣通道

                  入口最低壓力:     -3.0kpag

                  出口最大壓力:3.0 kpag

                  1. 加濕器

                  最大總壓損:        10.0 kpa

                  1. 熱交換器

                  需根據壓縮空氣的最大流量、最高溫度、最低溫度來確定。

                  水道阻力:                  

                  最大氣道壓損:      5.0 kpag

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