品質(zhì)為基·誠(chéng)信為本
新聞資訊
新能源汽車(chē)燃料電池 成為壓縮機(jī)新興市場(chǎng)契機(jī)
2017-10-10 17:41
國(guó)內(nèi)外重視新能源汽車(chē)，其迅速發(fā)展可能使燃料電池成為空壓機(jī)進(jìn)入新能源汽車(chē)優(yōu)先域的切口。
據(jù)英國(guó)《汽車(chē)新聞》7月26日?qǐng)?bào)道，英環(huán)境部長(zhǎng)邁克爾戈夫25日證實(shí)，英國(guó)將于2040年起禁止汽油車(chē)與柴油車(chē)的銷(xiāo)售，以實(shí)現(xiàn)10年內(nèi)道路零排放的環(huán)保目標(biāo)。此前，法國(guó)也有計(jì)劃2040年停止所有燃油車(chē)銷(xiāo)售。禁止使用化石能源汽車(chē)，歐洲紛紛推出限柴令，能夠替代化石能源的只有新能源，也許在2040年以后，行走在道路兩旁的人再也不用聞到讓人難受的汽油味了。
中國(guó)新能源汽車(chē)起步較晚，但也一直在探索中。新能源汽車(chē)包括純電動(dòng)汽車(chē)、增程式電動(dòng)汽車(chē)、混合動(dòng)力汽車(chē)、燃料電池電動(dòng)汽車(chē)、氫發(fā)動(dòng)機(jī)汽車(chē)、其他新能源汽車(chē)等。目前，國(guó)內(nèi)83%的新能源汽車(chē)以電力為主，歐美掌握混合動(dòng)力和燃料電池動(dòng)力技術(shù)。
燃料電池是新能源汽車(chē)重要的動(dòng)力之一。燃料電池電動(dòng)汽車(chē)?yán)脷錃夂涂諝庵械难踉诖呋瘎┑淖饔孟拢谌剂想姵刂薪?jīng)電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的電能作為主要?jiǎng)恿Γ驗(yàn)橹饕牧鲜菤錃夂脱鯕猓瑲錃馊紵a(chǎn)生的能量高，并且二者反應(yīng)后產(chǎn)生的化合物是水，相比較傳統(tǒng)的化石能源更加的高效環(huán)保，因而成為新能源汽車(chē)必須攻破的核心技術(shù)。
燃料電池汽車(chē)由燃料電池系統(tǒng)、儲(chǔ)氫瓶、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、整車(chē)控制系統(tǒng) 、輔助電池系統(tǒng)構(gòu)成。燃料電池系統(tǒng)占整車(chē)成本約 63%，其核心零部件為電堆、空氣循環(huán)系統(tǒng)和氫氣循環(huán)系統(tǒng)。其中，空氣循環(huán)系統(tǒng)能否高效運(yùn)作直接決定著新能源汽車(chē)的質(zhì)量，而空氣循環(huán)系統(tǒng)必不可少的核心部件就是空氣壓縮機(jī)。
在相同電流密度下，隨著供氣壓力的提高，電池的輸出電壓也將出現(xiàn)相應(yīng)的升高，從而提高了燃料電池的輸出功率。提高反應(yīng)壓力對(duì)于燃料電池內(nèi)的水/熱管理有明顯的改進(jìn)。燃料電池中的水管理的目的是保持燃料電池入口空氣的濕潤(rùn)所需要的水量、電池內(nèi)電化學(xué)反應(yīng)所產(chǎn)生的水，以及從電堆出口回收的水的總和相平衡，一旦這個(gè)平衡被打破，燃料電池就無(wú)法正常工作。在低壓的條件下，空氣的含水量將增加，同時(shí)低壓將減緩燃料電池的電化學(xué)反應(yīng)，所以更多的水分被排出到大氣中，水平衡就有可能被打破。20%～30%的燃料電池輸出功率將被用于提升空氣的壓力，占附加能耗的95%。以壓縮機(jī)為主要部件的空氣管理系統(tǒng)也就成為了除驅(qū)動(dòng)電機(jī)之外燃料電池比較大的能量消耗部件，其綜合性能在很大程度上決定了裝備燃料電池的電動(dòng)汽車(chē)性能，因此研究高效、緊湊、可靠和低成本的空氣管理系統(tǒng)就成為了當(dāng)前車(chē)載燃料電池研究?jī)?yōu)先域中的重要任務(wù)。
技術(shù)壁壘高，渦旋和雙螺桿空壓機(jī)是目前主流技術(shù)路線。
由于燃料電池的特殊要求，供氣循環(huán)系統(tǒng)有很多待解決的技術(shù)難點(diǎn)，使目前廣泛應(yīng)用的工業(yè)壓縮機(jī)無(wú)法滿足燃料電池電動(dòng)汽車(chē)的需求。一方面，為了保證質(zhì)子交換膜具有良好的工作特性，要求供氣系統(tǒng)供給燃料電池堆的壓縮空氣干凈。另一方面，為了保證PEMFC具有較好的綜合性能，要求供氣子系統(tǒng)能夠根據(jù)燃料電池輸出功率的大小及時(shí)調(diào)整供氣量與供氣壓力，并具有結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、噪聲低、可靠性高、能量可回收等特點(diǎn)。
燃料汽車(chē)需要較高的能量轉(zhuǎn)化率，在車(chē)輛行使過(guò)程中，空氣壓縮機(jī)工作的動(dòng)力來(lái)源是燃料電池的電能輸出，若壓縮機(jī)占用較多的輸出電能，必然會(huì)減少汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)功率從而影響整車(chē)的性能;燃料電池中的質(zhì)子交換膜要求壓縮空氣完全無(wú)油，并且具有一定的濕度，因此通常使用的噴油冷卻壓縮機(jī)就不適合應(yīng)用在這一優(yōu)先域。
此外，還需要提供壓力相當(dāng)高、低流量的干凈空氣，必須不含任何碳?xì)浠衔铮缬?為了獲得運(yùn)行效率，壓縮機(jī)需要在全負(fù)荷時(shí)的任何時(shí)間都能高效地工作，在寬的流量范圍能都能高效工作，能夠無(wú)延遲的調(diào)整燃料電池的功率輸出;車(chē)載環(huán)境要求壓縮機(jī)部件在能夠提供較大空氣排量的同時(shí)具有非常小的質(zhì)量、體積以及高可靠性;燃料電池運(yùn)行時(shí)無(wú)聲，壓縮機(jī)必須控制噪聲。
新能源汽車(chē)的特性為空氣壓縮機(jī)提出了新要求，為滿足壓縮機(jī)的低成本、低噪音和耐久性目標(biāo)，必須為壓縮機(jī)關(guān)鍵部件開(kāi)發(fā)具有低成本、穩(wěn)定摩擦性能以及耐磨的涂層和材料。旋轉(zhuǎn)容積式壓縮機(jī)和渦輪式壓縮機(jī)是目前的研究運(yùn)用重點(diǎn)。各類(lèi)壓縮機(jī)都各具特點(diǎn)，需要對(duì)其弱點(diǎn)進(jìn)行研究并加以克服，從而滿足燃料電池的需要。從效率和可靠性來(lái)看，渦輪和螺桿空氣壓縮機(jī)是目前被認(rèn)為比較優(yōu)的兩種技術(shù)路線，也是未來(lái)運(yùn)用趨勢(shì)。
本公司擁有多項(xiàng)原創(chuàng)性發(fā)明專(zhuān)利，占據(jù)無(wú)油浮動(dòng)渦旋技術(shù)創(chuàng)新及應(yīng)用比較前沿地位，必將為新能源汽車(chē)燃料電池的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。如若您要使用高品質(zhì)的空氣壓縮機(jī)，歡迎咨詢思科渦旋科技! 咨詢熱線：0571-56690976.
——摘自《中國(guó)壓縮機(jī)網(wǎng)》