燃料电池车加氢及续驶里程测试典型问题研究

燃料电池汽车加氢目前受到标准法规限制,且会对整车续驶里程产生较为重要的影响,对其研究极为必要.同时,由于目前国内所采用的燃料电池汽车构型基本为氢-电混合动力系统,工况变化多样,且续驶里程测试的截止判断方法不一,将会影响其结果的准确性.针对上述问题,借助国家级第三方检测机构平台优势,利用某燃料电池MP V车型进行实车加氢和续驶里程试验,聚焦车辆加氢、补氢、续驶里程测试条件及结果的典型问题,展开相关研究.     

日本氢燃料电池车“未来”行驶时的舒适性

氢燃料电池汽车以减少对石油资源的依赖、优化交通能源的构成、行驶中零污染排放、驱动系统噪音低、能量转换效率高等优势而成为汽车企业关注的焦点。但用于燃料电池汽车的氢能的制、存、运过程中的种种问题及加氢站的普及等都是影响氢燃料电池汽车推广的主要障碍。该文通过文献研究法,对"未来"行驶时车内舒适性进行了梳理,并浅析了其原因。     

长三角G15氢能高速公路加氢站布点建模

为了提升加氢站服务效率并减小设施总投入,科学合理地选择加氢站的站点位置,根据高速公路出行的特殊性,建立了快速路一维道路加氢站布点模型。在模型中,首先引入了加氢站建设运营经济性模型,细化了加氢站的经济性分析,并考虑边界条件、随机性等因素的影响,对加氢站的位置和加注能力进行优化,并给出氢气购入方案。在算法方面,首先列举加氢站的位置组合,然后将加氢站的定容问题转化为线性规划问题求解。最后以长三角地区G15高速公路为例,进行加氢站布点,构建城际加氢站网络。     

加氢站风险评价研究现状与进展

伴随着世界各国氢燃料电池车示范项目的实施,与之配套的氢能基础设施--加氢站也在全球范围内迅速发展.作为一种新兴的能源基础设施,能否为公众提供足够的安全,一直是政府和公众非常关心的问题.而目前国际上关于加氢站风险评价方面存在的主要争议,即是损害限和风险接受标准确定的问题.本文通过回顾国外加氢站风险评价的研究现状和进展,从危险辨识、概率分析、后果评价以及风险度量等方面总结了加氢站风险评价的方法,对氢能设施风险评价开展的基础--氢气行为及其后果等氢能安全进行了分析,在此基础上,进一步综述了近几年国际上在该领域研究取得的进展.     

燃料电池汽车的氢耗分析模型与应用

为便于定量分析燃料电池汽车的氢耗影响因素和整车氢耗潜力,文中基于燃料电池汽车行驶时内部的能量流动关系,首先定义平均综合传动效率并提出理论氢耗计算分析模型.通过对氢耗的多种影响因素进行分析,进一步得到理论氢耗增量模型.最后基于advi-sor自带的燃料电池汽车模型,通过理论和仿真分析量化了滚动阻力系数、传动系机械效率、电机效率、燃料电池效率对整车经济性的影响.此外,基于各影响因素未来可能达到的极限状态,通过仿真得氢耗潜力为0.6 kg/100 km.不同因素的量化分析和氢耗潜力的确定不仅对燃料电池汽车动力系统前期研发有重要指导意义,而且在实车开发期间可为部件选择和参数标定提供优化方向.     

“读者之声”栏目征集您的故事

氢能源的使用在我国尚处于起步阶段,加氢站是氢能源使用的重要设施之一。做好加氢站的风险管理是氢能源推广使用的重要保证,而开展对加氢站风险评估的研究是做好加氢站风险管理的重要组成部分。本期第93～98页刊     

计算流体力学模拟高压储氢设施泄漏后果

加氢站、油氢合建站作为重要的氢能基础设施已进入快速发展阶段，其安全问题也受到社会的广泛关注.该研究采用计算流体动力学(computational fluid dynamics, CFD)技术，在某油氢合建站建设项目中，使用实际尺寸模型建模，选择有代表性的事故场景，研究油氢合建站内高压储氢设施泄漏后发生扩散、喷射火、气云爆炸等事故的影响；结合现行标准规范的要求和数值模拟的结果，提出有针对性的风险防控措施.研究结果有利于提升油氢合建站的本质安全水平及应急响应能力，并为加氢站标准的完善提供依据.     

我国科学家在氢燃料电池CO中毒去除研究取得突破

<正>氢燃料电池汽车是以氢气为燃料的新能源清洁动力汽车,具有"零"排放、能量转化效率高的显著优势,是未来新能源汽车发展的主要方向之一。然而现阶段,制约氢燃料电池汽车的推广和普及的关键难题之一就是氢燃料电池的CO中毒问题。针对该关键性科学难题,在"大科学装置前沿研究"重点专项等的支持下,中国科学技术大学的路军岭、韦世强及杨金龙等     

清洁汽车及其工作原理简介

本文介绍了人们为了解决汽车的发展带来的环境问题,和正在积极研究的三类清洁环保汽车(太阳能汽车、锂离子动力电池电动汽车、氢燃料电池汽车)的工作原理和现状,以及各自的优缺点.     

世博园区因何零排放？

为实现世博交通园区内“零排放”、园区周边“低排放”的目标，各方面专家在政府部门的组织下制定了《世博新能源汽车应用展示方案》。世博会计划使用新能源示范车辆1000佘辆。为了保障车辆运行，上海已经建设多座固定和移动加氢站以及燃料电池汽车维护保养基地。     

中国氢能产业高质量发展前景

 中国氢能产业在新型冠状病毒肺炎（COVID-19）疫情的影响下遇到了暂时困难,但随着疫情防控形势的好转而迎来新的发展机遇。通过回顾2020年中国各地出台的氢能发展政策,分析得出：政策重点主要集中于交通领域,包括氢燃料电池车技术研发、关键设备制造和加氢站建设等,而轨道交通则是未来氢燃料电池技术的发展重点之一;氢能冶金属于新的氢能产业应用领域,许多冶金企业与氢冶金先进国家进行了示范项目合作,这些示范项目的快速推进将有助于实现中国钢铁行业革命性的绿色化转型;绿氢煤化工、绿氢贸易、民用液氢等也将是氢能产业未来发展的重要方向。建议中国明确国家发展战略、积极拓展氢能技术创新领域,以打造高质量氢能产业为抓手,助推中国能源革命和产业转型升级,并在氢能全球化过程中发挥引领作用。     

基于系统因素作用理论的轨道加氢站Fine Kinney风险评估方法

由于液态氢能源燃料具有高能量密度优势,在轨道交通运输中有望得到广泛应用.考虑到液态氢能源在加注或运输环节具有潜在风险性,提出了轨道交通加氢站风险评估模型,在Fine Kinney框架中应用因素相互作用理论,对风险指数进行多层次评估.在案例分析中,对佛山市某加氢站的风险指数进行科学评估,确保加氢站全过程全态势的运行安全.结果表明:氢能不稳定特性与周边较为频繁流动车辆和人员,给轨道交通加氢站带来一定的安全风险,在加氢站运营过程中应高度关注.     

Key technologies for polymer electrolyte membrane fuel cell systems fueled impure hydrogen

Hydrogen energy and polymer electrolyte membrane (PEM) fuel cells become concerned issues in recent years. Nevertheless, the construction of hydrogen refueling infrastructure and hydrogen storage and transportation constrains the commercial development of fuel cells. In this review, sources, production, storage, transportation, and purification methods of hydrogen are extensively reviewed and compared. The advantages of utilizing industrial by-product hydrogen and steam reforming gas in PEM fuel cell systems are analyzed. Using industrial wasted hydrogen can significantly reduce the cost of hydrogen. Also, it is indicated that the onboard hydrogen generation by steam methanol reforming can solve the difficulties of efficient storage and transportation of gaseous hydrogen, which means that methanol has great potential to be a convenient carrier of hydrogen. The effects of impurities contained in the reformate gas are generally introduced. After the methanol steam reforming and pretreatment purification processes, the reformate gas can be fed to PEM fuel cells. Thus, a fuel cell system integrated with onboard hydrogen production and impure hydrogen treatment subsystems is introduced, and key technologies therein for pretreatment purification and in-situ poisoning mitigation methods are reviewed. Finally, suggestions are proposed for further studies.     

浅谈压缩煤层气加气站安全建设

从加气站厂址选择、平面布置、工艺设施等方面论述了压缩煤层气加气站安全建设的要求，探讨了压缩煤层气加气站安全管理的内容。     

加氢站氢气事故后果量化评价

定量研究了加氢站内物理爆炸、闪火、射流火焰和气云爆炸四种典型氢气事故后果,考察储氢压力、泄漏孔径以及风速大小对事故后果的影响规律.研究结果表明:物理爆炸和气云爆炸的有害影响距离最大,可分别作为瞬时泄漏和连续泄漏的决定性后果;物理爆炸、闪火、气云爆炸和射流火焰的有害影响距离均随着储氢压力和泄漏孔径的增大而增大,但在各个方向上的增幅表现出不同的规律;在大风天气条件下,加氢站氢气泄漏事故可造成更为严重的危害.     

氢能与燃料电池的研发及商业化进展

 氢能被视为21世纪最具发展潜力的清洁能源,近年来以燃料电池技术为代表的氢能开发和利用已在全球各国取得巨大进展,并开始部分实现商业化。本文在广泛调研的基础上,综述了近两年来全球范围内氢能和燃料电池研发、示范和商业化发展的现状与趋势,并提出关于中国氢能与燃料电池技术研究发展的建议。     

氢能与燃料电池关键科学技术:挑战与前景

氢能是可持续的二次清洁能源, 产业链主要包括氢气的制取、储存、运输和应用等环节. 燃料电池是氢能利用的主要方式, 处于产业链的核心地位. 以氢能产业链为主线, 围绕氢能燃料电池产业化进展, 对制氢、储氢、加氢站、氢能燃料电池电堆及关键材料, 以及车用燃料电池系统关键部件的技术特征、产业化进展、发展现状及存在的挑战进行了概述, 尤其对中国燃料电池产业链的发展现状进行了重点介绍. 为了加速氢能与燃料电池真正意义上的产业化, 还提出了几点需要克服挑战的研发方向.     

燃料电池电动汽车氢消耗量的计算

针对“清能3号”燃料电池电动汽车在一次国际性比赛上所给出的燃料经济性指标结果,比较了用van derW aa ls方程和氢气压缩系数计算氢气质量的两种方法。通过计算得出了合理的燃料经济性指标,指出赛会组织者应用van derW aa ls方程计算燃料经济性指标有误,同时建议使用压缩系数法。给出了由气体压强p、体积V和温度T计算气体质量m的解析解,列出了在压强、体积采用不同单位时,对应的普适气体常数R和改正项a、b的数值,为求解van derW aa ls方程提供了方便。     

H2/RP-3航空煤油混合燃料着火特性研究

实现碳氢燃料的快速点火与稳定燃烧是超燃冲压发动机研制过程中必须解决的关键问题。在航空煤油中添加乙醇燃料,利用乙醇热分解得到氢气等可燃小分子气体来改善燃烧过程是达到促进航空煤油着火与燃烧稳定的有效手段。选取正癸烷、甲苯、丙基环己烷三组份混合燃料作为RP-3航空煤油的模拟替代燃料,构建了其燃烧反应机理;并对该机理进行了验证。为揭示氢气对RP-3航空煤油着火特性的影响,构建了RP-3航空煤油/氢气混合燃料的燃烧反应机理;并对该机理进行了验证。同时,采用该燃烧反应机理分析了多工况下掺氢比对RP-3航空煤油着火特性的影响。结果表明,采用正癸烷、甲苯、丙基环己烷三组份混合燃料的燃烧反应机理计算得到的着火延迟时间与相应工况下RP-3航空煤油着火延迟时间的试验数据吻合良好;多工况下氢气添加能够提升RP-3航空煤油/氢气混合气活性,缩短着火延迟时间,促进燃料着火;同时,随着混合气中掺氢比的升高,混合气的着火延迟时间逐渐缩短。