2019年氢燃料电池发动机集成开发技术探讨.pdf

1、氢燃料电池发动机集成开发技术探讨电池氢燃料汽车中国汽车技术研究中心.汽车工程研究院中国汽车技术研究中心.汽车工程研究院燃料电池系统集成开发初探燃料电池系统开发设备支撑燃料电池相关政策标准123燃料电池产业现状1燃料电池产业现状燃料电池参数设计所应考虑的方面4/418/6-19/4批公告分析73.26%25.58%1.16%FCEV FCEV 燃料电池功率分布燃料电池功率分布30-50)kw50-70)kw=70kw82.54%82.54%17.46%17.46%30-50kw燃料电池功率分布燃料电池功率分布30-40)kw40-50)kw燃料电池汽车功率分布燃料电池汽车功率分布功率段功率段车型

2、量车型量占比占比30-40)kw5260.47%40-50)kw1112.79%50-60)kw66.98%60-70)kw1618.60%=70kw11.16%小计86100.00%2018年第6批-2019年第4批 共计连续12批公告数据 12批公告共有86款燃料电池汽车；燃料电池客车、燃料电池城市客车燃料电池城市客车、燃料电池冷藏车、燃料电池厢式运输车；燃料电池发动机额定功率40kw以下车型，占比60.47%；50kw以下车型，占比73.26%；燃料电池发动机额定功率大于70kw的只有一款；5/4我国燃料电池所面临的主要技术问题铂用量铂用量g/kWg/kW功率功率kWkW功率功率/体积体

3、积kW/LkW/L 耐久性耐久性hh丰田现代通用日产奔驰上汽PCE 功率114kW100kW92kW90kW100kW40kWPCE 体积/重量37L/56kg60L130kg34L/43kg不详54L/74kgPCE 低温启动性能-30-30-30-30-25-20PCE 铂用量20g40g30g40g20g不详PCE 耐久性5000h5500h5500h-5000h2000h低温启动性能低温启动性能0.20.41146035000h5500h5500h-5000h2000h低温启动性能低温启动性能0.20.4114603210000 5000-30-20国国外外国国内内20/4解决燃料电池

4、现有问题所涉及关键技术燃料电燃料电池技术池技术问题问题铂铂用量用量耐久耐久性能性能系统系统效率效率低温低温性能性能额定额定功率功率功率功率密度密度1.催化技术。催化技术。2.膜电极技术。膜电极技术。3.电堆传质传热技术。电堆传质传热技术。4.高电流密度燃料电池高电流密度燃料电池电堆开发技术。电堆开发技术。5.燃料电池系统数字开发技术。燃料电池系统数字开发技术。6.水水/热管理技术。热管理技术。7.燃料供给与尾排技术。燃料供给与尾排技术。8.NVH技术。技术。9.系统轻量化技术。系统轻量化技术。10.电子电控技术。电子电控技术。11.燃料电池系统集成技术。燃料电池系统集成技术。12.燃料电池整车

5、匹配技术。燃料电池整车匹配技术。21/4燃料电池参数体系与数字化开发环境燃料电池发动机及零部件参数体系 性能参数 空气压缩机压比；加湿器饱和响应时间；电气参数 电堆整体运行电气参数。催化剂电气反应特性。结构参数 双极板流道、流场参数。气体扩散层结构形式与力变形参数。PEMFC催化层开发/流场开发的基础研究对象：研究对象：电池部件、电池部件、电堆、电堆、双极板、双极板、气体扩散层、气体扩散层、催化层催化层22/4燃料电池参数体系与数字化开发环境燃料电池发动机数字化开发环境的研究 研发数字化开发环境的目的研发数字化开发环境的目的 建立自主知识产权的燃料电池系统开发仿真环境。作为燃料电池开发/项目工

6、作的知识、经验、智力成果的积累、应用平台。实现科研成果数字化。燃料电池数字化开发环境的功能燃料电池数字化开发环境的功能 关键部件性能、载荷分析 燃料电池部件级开发优化 燃料电池供给策略研究 燃料电池系统匹配优化 燃料电池能量管理策略优化23/4燃料电池参数体系与数字化开发环境建立不同输入条件下电堆性能预测模型。模型实现燃料电池系统指标分解，对关键部件提出性能需求。一维单电池模型对MEA材料参数进行敏感性分析，为MEA的优化和材料筛选提供指导。一维稳态快速预测模型和参数敏感性分析一维稳态快速预测模型和参数敏感性分析准