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PEMFC燃料电池的系统组成情况是怎样的

点击数:1229发布日期:2020-04-14

  PEMFC燃料电池其实就是通常说的质子交换膜燃料电池,可以采用传到例子的聚合膜作为电解质。它的使用,需要配置氢燃料储存单元,空气(氧化剂)供给单元,电池组温度、湿度调节单元,功率变换单元及系统控制单元等,组成一个连续、稳定的供电电源才能正常运行发挥功能。那么这种燃料电池的系统组成情况到底是怎样的呢?

  系统组成一:燃料电池组(堆)

  单体电池其化学电动势为1.0~1.2V,负载时的输出端口电压为0.6~0.8V。为满足负载的额定工作电压,必须将单体电池串联起来构成具有一定功率的电池组,以此来提高燃料电池的输出电流能力。这会存在着向每个单体电池供给燃料与氧化剂的均匀性和电池组热管理问题,需要将这方面问题解决好,在电池堆的功效上才有良好保证。

  系统组成二:燃料及氧化剂的储存与供给单元

  为使PEMFC燃料电池实现连续稳定的运行发电,必须配置燃料及氧化剂的储存与供给单元,以便不间断地向燃料电池提供电化学反应所需的氢和氧。其中燃料的供给部分一般由储氢器及减压阀组成,氧化剂供给部分由储氧器、减压阀或空气泵组成。

  系统组成三:湿度与温度调节单元

  在PEMFC燃料电池运行过程中,需要随着负载功率的变化,让电池组内部的工况也做相应改变。这样才能保持电池内部电化学反应可以一直正常进行,由于对其运行影响最大的两个因素是电池内部的湿度与温度。所以需要在系统中配置燃料电池湿度与温度调节单元,对其温度和湿度进行调节。

  系统组成四:功率变换单元

  PEMFC燃料电池所产生的电能为直流电,其输出电压因受内阻的影响会随负荷的变化而改变。如此为了满足大多数负载对交流供电和电压稳定度的要求,需要在燃料电池系统的输出端需要配置功率变换单元。利用这个单元来在负载需要交流供电的时候采用DC/AC变流器,负载要求直流供电的时候用DC/DC变流器实现燃料电池组输出电能的升压与稳压。

  系统组成五:系统控制单元

  PEMFC燃料电池系统是一个涉及电化学、流体力学、热力学、电工学及自动控制等多学科的复杂系统。在其运转的时候,需要做很多物理量及参数上的调节和控制,这就必然有系统控制单元。