氫氣供給系統作為氫燃料電池發動機的重要系統,其作用是調節燃料電池堆入口氫氣的流量和壓力,來實現氫氣的循環利用和燃料電池堆內部的水平衡管理。 目前行業內存在著多種氫氣供給技術路線,包括有壓力變化回氫模式、單氫氣循環泵回氫模式、單引射器回氫模式、雙引射器并聯回氫模式、引射器加旁路噴射回氫模式。 壓力變化回氫模式由于系統結構和控制策略比較簡單,系統響應慢,電堆性能一致性較差,未進行商用。目前行業內應用比較廣泛的是氫氣循環泵回氫模式和引射器回氫模式。 單氫氣循環泵回氫模式是利用氫氣循環泵將未反應的氫氣及滲透的水分循環到燃料電池入口循環利用。 其特點是結構簡單、系統響應速度快,工作區間范圍廣,可根據燃料電池的工作狀況進行主動調節。 ![]() 單引射器回氫模式是一種利用引射器對燃料電池出口的氫氣進行抽吸,來實現氫氣的循環。其特點是結構簡單、噪聲低、無額外功耗,但工作區間較窄,低功率區間的可靠性差,不能進行主動調節是其主要的缺點。 隨著技術的進步,研發出一種可變噴嘴引射器,可以通過改變引射器喉口截面積的方法來改變其低功率區間的可靠性差的缺點,實現在各種不同工況下完成對不同流量氫氣的再循環。 ![]() 雙引射器并聯回氫模式,由兩個不同流量的引射器組成,當電堆工作在高功率區間,采用高流量引射器進行氫氣循環,當電堆工作在高功率區間,通過低流量引射器進行氫氣循環。 其特點是工作區間較寬大,能夠滿足電堆在不同功率下的使用需求。但系統結構和控制策略比較復雜。 ![]() 引射器加旁路噴射回氫模式如圖,在燃料電池的工作過程中,需要對燃料電池陽極側產生的雜質及水分進行定期吹掃,以保證燃料電池陽極側充足的氫氣供應和較高氫氣濃度。 因此開發出一種在傳統引射器回氫模式的基礎上增加旁路噴射器的方案,其作用就是對燃料電池陽極側提供的大量氫氣進行吹掃,解決傳統引射器回氫模式實際運行中的雜質及水分吹掃困難的問題。 ![]() END ![]() |
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