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        1. 電子發燒友網 > 工業控制 > 伺服與控制 > 正文

          氫燃料電池控制器工作原理及解決方案

          2020年02月05日 18:21 ? 次閱讀

          1.燃料電池的工作原理


          燃料電池(FC)是一種等溫進行、直接將儲存在燃料和氧化劑中的化學能高效(50-70%),環境友好地轉化為電能的發電裝置[1]。它的發電原理與化學電源一樣,電極提供電子轉移的場所,陽極催化燃料如氫的氧化過程,陰極催化氧化劑如氧等的還原過程;導電離子在將陰陽極分開的電解質內遷移,電子通過外電路作功并構成電的回路。但是FC的工作方式又與常規的化學電源不同,而更類似于汽油、柴油發電機。它的燃料和氧化劑不是儲存在電池內,而是儲存在電池外的儲罐中。當電池發電時,要連續不斷的向電池內送入燃料和氧化劑,排出反應產物,同時也要排除一定的廢熱,以維持電池工作溫度的恒定。FC本身只決定輸出功率的大小其儲存能量則由儲存在儲罐內的燃料與氧化劑的量決定。


          圖1為石棉膜型氫氧燃料電池單池(single cell)的結構和工作原理圖


          氫氣在陽極與堿中的OH 在電催化劑的作用下,發生氧化反應生成水和電子:

          H2 + 2 OH H2O + 2e- 0= -0.828V

          電子通過外電路到達陰極,在陰極電催化劑的作用下,參與氧的還原反應:

          O2 + H2O +2e- 2OH 0= 0.401V

          生成的OH 通過飽浸堿液的多孔石棉膜遷移到氫電極。


          2.用BL系列板卡控制器控制燃料電池連續工作的方案

          為保持電池連續工作,除需與電池消耗氫、氧氣等速地供應氫、氧氣外,還需連續、等速地從陽極(氫極)排出電池反應生成的水,以維持電解液堿濃度的恒定;排除電池反應的廢熱以維持電池工作溫度的恒定。

          一個單池,工作電壓僅0.6~1.0伏,為滿足用戶的需要,需將多節單池組合起來,構成一個電池組(stack)。首先依據用戶對電池工作電壓的需求,確定電池組單池的節數,再依據用戶對電池組功率的要求,和對電池組效率及電池組重量與體積比功率的綜合考慮,確定電池的工作面積。

          以燃料電池組為核心,構建燃料(如氫)供給的分系統,氧化劑(如氧)供應的分系統,水熱管理分系統和輸出直流電升壓、穩壓分系統。如果用戶需要交流電,還需加入直流交流逆變部分構成總的燃料電池系統。因此一臺燃料電池系統相當于一個小型自動運行的發電廠,它高效、環境友好地將貯存在燃料與氧化劑中的化學能轉化為電能。

          闡明各分系統間關系的電池系統的方塊圖如圖3所示:


          圖3


          BL系列板卡控制器最多有11路模擬量輸入,4路模擬量的輸出,24路的數字量的輸入,16路的數字量的輸出??捎媚M量的輸入輸出及數字量的輸入輸出來控制和電池組關聯的各系統。

          3.如何用BL系列板卡控制器循環采集多個電池組的電壓

          一個電池組(stack)是由多節單池(工作電壓僅0.6~1.0伏)組合起來,用一個BL系列的板卡控制器可輪巡采集幾十個電池組(最多可采集的電池組個數由BL系列板卡控制器的數字量的輸出的個數決定),用BL系列的板卡控制器的數字量輸出來選擇所要采集的電池組的各單池的電壓。由于各單池的電壓不是共地的,而BL系列的板卡控制器的11路的模擬量輸入是共地的,所以各單池通過信號調理板進行差動運放隔離后再接到BL系列的板卡控制器上,進行各單池的電壓的采集。信號調理板中的12V供電是分別給各單池的電壓的差動放大供電的。如下圖所示:

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          氫燃料電池前景

          從國內外市場來看,目前氫燃料電池車都還處在發展初期,主要瓶頸是成本過高和加氫站數量少。即使是處于領先....
          發表于 2019-08-23 15:17? 2078次閱讀
          氫燃料電池前景

          氫燃料電池工作原理

          中國汽車技術研究中心有限公司數據資源中心于2017年購入Mirai,并對其進行了長期的整車性能分析試....
          發表于 2019-08-23 15:15? 8592次閱讀
          氫燃料電池工作原理

          氫燃料電池的優缺點

          相比起傳統石化燃料,氫燃料電池是采用電化學反應,在提供能量的時候,只會產生水和熱。而傳統的石化燃料會....
          發表于 2019-08-23 15:12? 4471次閱讀
          氫燃料電池的優缺點

          特拉華大學研究人員開發出一種新型氨燃料電池 值功...

          特拉華大學的研究人員已經確定氨是工程燃料電池的一種來源,它可以為汽車、卡車和公共汽車提供廉價而強大的....
          發表于 2019-08-23 14:54? 244次閱讀
          特拉華大學研究人員開發出一種新型氨燃料電池 值功...

          一文解析燃料電池的發展前景

          本文主要對燃料電池產業發展現狀及發展前景進行了分析。
          發表于 2019-08-22 16:45? 492次閱讀
          一文解析燃料電池的發展前景

          燃料電池原理_燃料電池原理方程式

          燃料電池是一種能量轉化裝置,它是按電化學原理,即原電池工作原理,等溫的把貯存在燃料和氧化劑中的化學能....
          發表于 2019-08-22 16:41? 1273次閱讀
          燃料電池原理_燃料電池原理方程式

          關于豐田燃料電池系統“TFCS”分析介紹

          為了最大限度地留用豐田混合動力車上量產的電機系統部件,配合其部件的規格,對系統規格進行了更改。在豐田....
          發表于 2019-08-20 08:42? 1666次閱讀
          關于豐田燃料電池系統“TFCS”分析介紹

          關于新混合動力系統架構分析介紹

          該KeyTech4EV項目方法克服了實現高電遷移率的難題,針對設定的系統版本車型平臺的駕駛性能和性能....
          發表于 2019-08-16 14:38? 1389次閱讀
          關于新混合動力系統架構分析介紹

          關于本田公司新款燃料電池車的性能分析

          高壓氫氣儲罐的使用壓力為70 MPa。采用氫氣透過鋁合金襯里進行制作,符合世界上首次制定的關于氫與燃....
          發表于 2019-08-16 11:24? 1367次閱讀
          關于本田公司新款燃料電池車的性能分析

          簡述豐田電動化技術發展之路

          1975年,豐田推出了在世紀基礎上開發的燃氣輪機混動測試車。1977年,豐田在第22屆東京車展上展出....
          發表于 2019-08-16 08:40? 980次閱讀
          簡述豐田電動化技術發展之路

          關于奔馳GLCF-Cell燃料電池的性能分析

          GLC F-Cell采用全新的燃料電池系統,與2010年上市的B級燃料電池相比,GLC F-Cell....
          發表于 2019-08-15 16:14? 1406次閱讀
          關于奔馳GLCF-Cell燃料電池的性能分析

          中國能源正在迎來儲能智能電網等四個重點領域的機會

          由于新能源發電受外部環境影響較大,發電出力具有一定波動性,因此電網對光伏、風電等新能源發電并不能做到....
          發表于 2019-08-14 15:02? 1668次閱讀
          中國能源正在迎來儲能智能電網等四個重點領域的機會

          我國氫能源及燃料電池產業的發展面臨較好的外部形勢...

          據中國網報道,在A股市場整體低迷的情況下,氫能源及燃料電池板塊卻出現了大幅的逆勢上漲,成為2019年....
          發表于 2019-08-11 10:03? 395次閱讀
          我國氫能源及燃料電池產業的發展面臨較好的外部形勢...

          動力電池主要種類一覽

          目前市場上主流技術仍以鉛酸電池技術、鎳氫電池技術、燃料電池技術、鋰電池技術為主。
          發表于 2019-08-09 14:42? 5897次閱讀
          動力電池主要種類一覽

          2019年上半年中國的燃料電池市場銷量出爐 六大...

          截至2019年6月,我國上半年燃料電池汽車銷量達到了1808輛,已經接近2017年和2018年燃料電....
          發表于 2019-08-06 09:43? 4411次閱讀
          2019年上半年中國的燃料電池市場銷量出爐 六大...

          技術更新!尿液點亮LED

          日本一名教授在4月18日進行的一項實驗中取得了突破,僅使用少量尿液就能讓LED點亮幾小時。
          發表于 2019-08-05 16:00? 1265次閱讀
          技術更新!尿液點亮LED

          燃料電池技術獲新突破 鉑鈷顆粒將有助于提高性能

          據外媒報道,科學家們發現活性高而且穩定的新燃料電池催化劑,鉑用量僅為目前材料的四分之一。鉑是促進燃料....
          發表于 2019-07-26 16:38? 294次閱讀
          燃料電池技術獲新突破 鉑鈷顆粒將有助于提高性能

          動力電池分類

          目前市場上動力電池仍以鉛酸電池技術、鎳氫電池技術、燃料電池技術、鋰電池技術為主。
          發表于 2019-07-26 14:20? 2069次閱讀
          動力電池分類

          利用Keysight N3300A系列電子負載制作燃料電池交流阻抗測量

          This 12-page product note discusses making ac impedance measurements on fuel cells that can help identify pro...
          發表于 2019-06-18 12:27? 196次閱讀
          利用Keysight N3300A系列電子負載制作燃料電池交流阻抗測量

          采用Simulink實現PEM燃料電池模擬器

          張志高  英鋒  鄧先瑞 1中國科學院自動化研究所復雜系統實驗室 100081 北京 2,3 唐山師范學院...
          發表于 2019-06-18 06:20? 170次閱讀
          采用Simulink實現PEM燃料電池模擬器

          燃料電池和蓄電池混合動力功率控制問題

          課程鏈接: 1、史上最全張飛半橋LLC電源教程,60小時深度講解半橋串聯諧振軟開關電源設計   2、張飛...
          發表于 2019-06-08 13:29? 409次閱讀
          燃料電池和蓄電池混合動力功率控制問題

          橋式電力在燃料電池后備系統的應用

          來源:麥克斯威科技公司 關鍵任務裝置通常被備用發電設備所保護。這些關鍵任務裝置(例如,數據及網絡操作中心(NO...
          發表于 2019-05-13 14:11? 358次閱讀
          橋式電力在燃料電池后備系統的應用
          2019中文字幕视频
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