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二、氢气供给系统
2.5 汽水分离器 质子交换膜燃料电池中，对阳极出来的混合水汽进行汽水分离并排出液态水的装置称为
汽水分离器。许多液态水进入电堆内会造成阳极水淹。另外阳极循环中累计的水也会加重氢 循环泵/引射器的工作负荷，降低其性能甚至导致故障。因此，在燃料电池系统中使用汽水分 离器是必要的。
维强化树脂层（下图③）组成，在储氢密度和轻量化上，均有很大的改善，为目前主要使用
的氢气瓶。
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二、氢气供给系统
2.1 氢气瓶 简单介绍下III型和IV型氢气瓶：III型为铝制内胆，外面包覆碳纤维，使用压力主要有35
MPa、70 MPa两种，目前我国主要使用此种氢气瓶，且压力主要为35 MPa，70 MPa虽已研制 成功但没有批量应用；IV型氢气瓶为塑料内胆，高密度聚合物，使用压力为70 MPa，国外多 家汽车公司已成功研制并应用，其中丰田的Mirai汽车便采用IV型氢气瓶。另外，现在还有V 型无内胆纤维缠绕的氢气瓶，目前尚处于研发阶段，此处不做介绍，感兴趣的可自行查阅相 关资料。
当然，除了高压气态储氢方式外，还有多种储氢方式，比如低温液态储氢、金属氢化物 储氢、有机液体储氢，但由于储氢密度、成本、安全等多方面的限制，目前尚难大规模应用， 不过随着技术的不断提升，轻量化、高压力、大容量的储氢方式会不断涌现！
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二、氢气供给系统
2.2 过流阀 过流阀也叫节流阀，是通过改变节流截面或节流长度以控制流体流量的阀门。将节流阀
一、氢燃料电池发动机系统简介
释 义 ： 氢 燃料电池是一种将氢气和氧气通过电化学反应 直接转化为电能的发电装置 ， 而 将 其 应 用 于 汽 车 领 域 代 替传统燃油发动机后，又被成为氢燃料电池发动机。
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系统构成（如左图所示）： • 氢气供给系统（绿色方框） • 空气供给系统（蓝色方框） • 反应电堆（紫色圆框） • 热管理系统（橙色方框） • 电控系统（本次不做介绍） • 数据采集系统（本次不做介绍）
二、氢气供给系统
2.4 氢气循环泵 另外，引射器也是氢气循环的方案之一，引射器是一种利用射流使不同压力的流体混合，
来传递能力和质量的装置，相比于氢气循环泵，引射器无移动部件、结构简单、运行可靠， 而且无寄生功率，最大优势在于节省能耗，并且引射器的体积能做到氢气循环泵的三分之一， 但实际成本还不到氢气循环泵一半，其原理如下图所示，当然，引射器还是存在一定问题， 就是低功率负载下引射效果不佳，这也是国内外都在积极探索以弥补此缺陷。
和单向阀并联则可组合成单向节流阀。节流阀和单向节流阀是简易的流量控制阀，在定量泵 液压系统中，节流阀和溢流阀配合，可组成三种节流调速系统，即进油路节流调速系统、回 油路节流调速系统和旁路节流调速系统。
基本构成如右图所示
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二、氢气供给系统
2.3 减压阀 通过调节，将进口压力减至某一需要的出
二、氢气供给系统
氢气供给系统是实现氢气存储，向电堆提供合适压力、流量和湿度的氢气以满足车辆行
驶的所有零部件的构成，主要包括氢气瓶、瓶口阀、过流阀、过滤器、减压阀、截止阀、汽
水分离器、氢气循环泵及， 造成应力集中，超过钢的 强度极限，在钢内部形成 细小的裂纹，又称白点。
口压力，并依靠介质本身的能量，使出口压 力自动保持稳定的阀门。从流体力学的观点 看，减压阀是一个局部阻力可以变化的节流 元件，即通过改变节流面积，使流速及流体 的动能改变，造成不同的压力损失，从而达 到减压的目的。然后依靠控制与调节系统的 调节，使阀后压力的波动与弹簧力相平衡， 使阀后压力在一定的误差范围内保持恒定。
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二、氢气供给系统
2.3 减压阀 由于燃料电池电堆对进入气体压力的稳定性有较高要求，但在电堆变载变流量和储气
压力不断下降的情况下，减压阀阀后压力较难控制，除了选择高稳定性的阀外，使用喷射 器也是一个改善方向。喷射器是高频电磁阀的一种，通过高速开断并控制每次脉冲排放的 流量从而控制流经阀的总量，杜绝了储氢压力的影响，满足变载需求，稳定了进气压力
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二、氢气供给系统
2.4 氢气循环泵 在燃料电池反应堆中，输入进的氢气并不能完全参与反应，未参与反应的氢气若直接排
出，资源的浪费是一方面，更重要的是氢气易燃易爆，直接排出有安全隐患！ 氢气循环泵的作用，就是将未反应充分的氢气进行再循环使用。 目前氢气循环泵主要分为罗茨式（左图）、爪式两种结构（右图）。 罗茨氢泵具备大流量、噪音高（108dB）的特点，适合物流、重卡等载货汽车。 爪式氢泵：流量约300-400L/min，其噪声水平较低（75dB），适合载人的轿车、大巴车
2020/10/9氢燃料电 Nhomakorabea发动机系统
零部件篇
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一、氢燃料电池发动机系统简介 二、氢气供给系统
2.1 氢气瓶 2.2 过流阀 2.3 减压阀 2.4 氢气循环泵 2.5 汽水分离器 三、 空气供给系统 3.1 空压机 3.2 中冷器 3.3 增湿器 四、 电堆 4.1 双极板 4.2 膜电极 五、热管理系统 5.1 去离子器 5.2 散热模块
车载储氢中，高压气态储氢是最常见、最普遍的储氢方式，目前，高压气态储氢容器主
要分为纯钢制金属瓶（I型）、钢制内胆纤维缠绕瓶（II型）、铝内胆纤维缠绕瓶（III型）及
塑料内胆纤维缠绕瓶（IV型）4个类型，其中I型和II型由于氢气密度低，氢脆问题严重，不能
够满足车辆需求；III型和IV型通过内胆（下图①）、碳纤维强化树脂层（下图②）和玻璃纤
其工作原理是利用流体转向过程时汽液的比重不同，液体下沉与气体分离。在利用挡板 时，通常用挡板使流体转向；而在离心式式汽水分离器中，液体被高速气流甩到容器壁上， 这些液体失去动能后实现与气体分离；还有的利用过滤或冷凝实现气液分离。不同气液分离 原理的设计可以集成在一个气液分离器中使用。
等汽车。
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二、氢气供给系统
2.4 氢气循环泵 爪式氢气循环泵有两个朝相反方向旋转的爪形转子，爪形转子吸入、压缩、排出气体，
转子不会相互接触或与外壳接触，转子和腔室外壳之间的间隙极小，可保证内部具有良好的 密封性，也可保证一直维持较高的体积流量。
工作原理如下图所示：
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