質子交換膜燃料電池具有能源轉換效率高、清潔無污染、啟動溫度低、功率覆蓋廣的優(yōu)點,因而被公認為理想的車用能源轉換裝置。在氫燃料電池的氫氣子系統(tǒng)中,氫氣循環(huán)泵和引射器作為氫氣再循環(huán)模式中的關鍵循環(huán)設備,可以將電堆陽極出口未參加反應的濕潤氫氣循環(huán)回陽極進口,從而提高氫氣利用效率和優(yōu)化電池水熱管理能力?;亓鞅脼橹鲃涌刂屏悴考哂芯_控制,單獨調節(jié)的優(yōu)勢一度被廣泛應用。然而,由于其硬件成本高及輔助功耗大,易發(fā)生故障的劣勢在近年來逐漸被替代。引射器為被動部件,在相同的回流條件下無需輔助功耗,有利于減小氫耗,提高系統(tǒng)效率。
燃料電池發(fā)動機氫路循環(huán)系統(tǒng)
現(xiàn)階段燃料電池系統(tǒng)市場主要的產品仍以回流泵為主,引射器具有結構簡單,運行可靠的優(yōu)勢受到各大系統(tǒng)廠家及零部件供應廠家青睞。引射器的研發(fā)逐漸進入樣件開發(fā)與裝機試用階段。雄韜氫雄作為國內主要的燃料電池系統(tǒng)解決方案供應商,具有燃料電池發(fā)動機系統(tǒng)全流程自主研發(fā)能力,對于氫路子系統(tǒng),建立了從仿真到測試及裝車驗證的能力。近年來,以降低氫耗為主要目標,以自主開發(fā)為抓手,提出采用自研引射器替代回流泵方案,目前自主開發(fā)引射器及集成部件實現(xiàn)5-130kW燃料電池系統(tǒng)寬功率范圍覆蓋,可降低氫耗5%,降低氫氣回路成本50%。并且已經完成裝機實驗。
其中單噴嘴引射器,已經成功應用于80kW燃料電池系統(tǒng),從概念設計—系統(tǒng)指標測試,參數(shù)提取—引射器設計—流場模擬及分析—樣件加工—引射器測試—裝車實驗,經過不斷迭代與優(yōu)化,歷時近一年完成。目前已在80kW裝車系統(tǒng)上穩(wěn)定運行超一年,總計行駛里程超10000公里。
雄韜氫雄自研單噴嘴引射器
除上述單噴引射器之外,針對目前大功率燃料電池系統(tǒng)市場需求,雄韜氫雄研發(fā)中心已自主開發(fā)了雙噴引射器以滿足大功率燃料電池對較大氫氣流量的需求,經過測試,此款引射器具有流量調節(jié)范圍寬,功率覆蓋范圍廣的技術優(yōu)勢,能夠滿足240kW大功率系統(tǒng)的供氫需求。同時具有較低的制造成本,在單噴引射器的基礎上做出實現(xiàn)較大跨越。
雄韜氫雄自研雙噴嘴引射器
在引射器開發(fā)基礎上,雄韜氫雄還進行了引射與分水器集成件的開發(fā)與利用,充分利用自研裝備進行優(yōu)化降本。將自研引射器與自研分水器結合,精簡結構,優(yōu)化性能,以期在未來大功率系統(tǒng)中發(fā)揮強大的功能。
雄韜氫雄自研引射器與分水器集成件