马秋玉 王宇鹏 都京 黄兴

（中国第一汽车集团有限公司 新能源开发院，长春 130011）

主题词：燃料电池 氢气循环方案 引射器 氢气循环泵 吹扫

1 前言

随着环境和能源问题的日益突出，各个国家纷纷公布传统内燃机汽车的禁售时间，新能源汽车成为世界各大汽车厂商及研发机构的研究热点，其中燃料电池汽车以其高效率和零排放的特点被认为具有广阔的发展前景[1]。

燃料电池系统方案设计是燃料电池汽车的核心技术，决定了燃料电池汽车的性能和寿命，也是各国大型车企的研发热点。

燃料电池系统主要包含空气供应子系统、氢气循环子系统和水热管理子系统，共3大系统。其中，氢气循环子系统向电堆连续提供一定压力和流量的高纯度氢气，保证燃料电池电堆中的电化学反应的正常进行。氢气循环系统通过大量氢气循环利用，保证燃料电池内的水平衡，并提高系统的经济性。图1为燃料电池系统方案。

氢气循环系统对整个系统的动力性、经济性，以及电堆内部水平衡以及膜电极寿命起到至关重要的作用。本文主要对氢气循环子系统的方案进行论证分析。

图1 系统原理图

2 氢气循环回路设计

燃料电池在工作过程中，会有明显的反应不完全的情况，即有很多氢气不会参加反应，如果将未反应的氢气直接排放到大气中，既是一种污染，也会导致氢气浪费。为了解决这一问题，目前有以下几种解决方案：

2.1 直排无循环模式

系统将……