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前言

组成结构

系统参数

常见问题

参考资料

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前言

        见《氢燃料电池技术综述》

        见《燃料电池工作原理详解》

组成结构

        燃料电池发电系统，由多个子系统和子模块组成，示例如下：

        燃料处理系统（fuel processing system），为燃料电池系统提供燃料供给和调节功能，将原燃料转化为燃料电池电堆可用燃料以及必要时对其加压加湿，由化学和/或物理处理设备以及相关的热交换器和控制器所组成的系统。

        氧化剂处理系统（oxidant treatment system），对输入的氧化剂进行计量、调控、处理（净化、增湿、增压、降温等），以便供燃料电池发电系统使用的系统。

        热管理系统（heat management system），为保持燃料电池系统在工作时，内部各模块的温度在正常范围内而提供冷却、散热和/或加热、也可能提供对过剩热再利用功能的系统。

        水管理系统（water management system），对燃料电池系统所用的回收水或补充水进行必要处理，保持燃料电池系统内部相关模块所需的水满足其正常运行要求，也为了实现水的再利用而进行管理的系统。

        再循环系统（recirculator system），把电堆的排出尾气（包含残留氢气）送回到反应气流中的系统。也称作回流系统。

        通风系统（ventilation system），通过机械或者自然方式，实现燃料电池系统的机壳内外空气交换的系统。

        电能调节系统（power conditioning system），把电堆发出的直流电转变成满足负载所需的直流电或交流电的系统。

        巡检模块（cell voltage monitor module），按预定时间自动检测电堆中每个单电池或每个检测单元电压。

        内电源模块（internal power module），燃料电池系统中用来启动燃料电池、或帮助燃料电池为负载供电、或在燃料电池待机时为寄生负载提供电能的模块。

        寄生负载（parasitic load），为了维持燃料电池发电系统运行，辅助系统(BOP)所消耗的功率，例如风机、泵、加热器、传感器的能耗。

        增湿器（humidifier），提升燃料和/或氧化剂气体湿度的装置。

        重整器（reformer），由原燃料制备富氢气体混合物的反应装置。例如，天然气和水蒸气的化学反应制备富氢气体，或者碳氢化合物原料在重整器内进行催化反应获得氢气。几种类型的重整器，如平板式、单管式、多管式、多双管式和多管环式。

        脱硫器（desulfurizer），除去原燃料中硫化物或其中硫元素的装置。

系统参数

        启动能量（startup energy），燃料电池发电系统在启动期间所需的电能、热能和/或化学(燃料)能等的总和。

        开路电压（open circuit voltage，OCV），燃料电池中有燃料和氧化剂但没有外部电流流动时的端电压。

        空载电压（no-load voltage），燃料电池系统不向外部负载提供任何电能时，其所用电堆的输出电压。如果燃料电池系统通过使用其电堆，来为寄生负载提供电能，电堆此时的空载电压要低于电堆的开路电压。

        功率密度(Power Density)，功率/体积，燃料电池发电系统额定功率和其体积的比值。

        比功率(Specific Power)，功率/质量，燃料电池发电系统额定功率和其质量的比值。

        燃料电池系统寿命（fuel cell system lifetime），燃料电池系统从首次满足电流、电压或功率要求的运行开始，到其电流、电压或功率降至低于规定的最低可接受值的累计运行时间。

常见问题

        活化（conditioning）：燃料电池正常运行前的预备步骤，在设定条件下运行燃料电池，从而使其达到设计性能或最优性能。活化可能包括可逆或不可逆的过程。

        气体吹扫（gas purge）：通过使一种选定气体快速流动，将燃料电池中的气体或液体(例如氢气、空气或水等)快速清除的保护性操作。

        透氢（hydrogen crossover），氢气通过扩散，从阳极穿过质子交换膜，迁移到阴极的现象。

        水淹（flooding），气体通道被液态水堵塞，致使气体流动受阻，而引起燃料电池性能下降的现象。
 

参考资料

    GB/T 20042.1-2017 质子交换膜燃料电池 第1部分：术语

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