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燃料電池發(fā)動機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
思瀚產(chǎn)業(yè)研究院    2022-11-07

燃料電池發(fā)動機(jī)系統(tǒng)主要由燃料電池發(fā)動機(jī)、電壓變換器（DC/DC）、車載氫系統(tǒng)等構(gòu)成，其中燃料電池發(fā)動機(jī)主要部件包括電堆、發(fā)動機(jī)控制器、氫氣供給系統(tǒng)、空氣供給系統(tǒng)等。相較于傳統(tǒng)燃油車或純電動汽車動力系統(tǒng)，燃料電池發(fā)動機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，具體如下：

燃料電池電堆是發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的核心部件，是氫氣和氧氣發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)及產(chǎn)生電能的場所。鑒于單個燃料電池單元輸出功率較小，實踐中通常通過將多個燃料電池單元以串聯(lián)方式層疊組合構(gòu)成電堆來提高整體輸出功率。

因此，電堆是由雙極板與膜電極交替疊合，各單體之間嵌入密封件，經(jīng)前、后端板壓緊后用螺桿拴牢，構(gòu)成的復(fù)合組件，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意如下：

除電堆以外，燃料電池發(fā)動機(jī)還需要一系列輔助系統(tǒng)才能實現(xiàn)其功能。其中控制系統(tǒng)通過高精度調(diào)節(jié)反應(yīng)氣體的壓力及流量等使得電堆中的反應(yīng)始終維持在輸出功率、溫度、濕度均合適的水平，保證發(fā)動機(jī)穩(wěn)定可靠工作；氫氣和空氣供給系統(tǒng)是為電堆提供合適壓力、溫度、濕度、流量的氫氣與空氣；水熱管理系統(tǒng)用于保持燃料電池內(nèi)部水平衡和熱平衡。

此外，燃料電池發(fā)動機(jī)系統(tǒng)配備由車載高壓儲氫瓶和配套閥件組成的車載氫系統(tǒng)用于儲存燃料，以及用于實現(xiàn)燃料電池與整車高壓之間解耦的DC/DC變換器。