燃料(liao)電池汽車有哪些 什么(me)是燃料(liao)電池汽車

什么是燃料電池汽車

燃料(liao)電池汽(qi)車(FCV)是一種用車載燃料電池裝置產生的電力作為動力的汽車。車載燃料電池裝置所使用的燃料為高純度氫氣或含氫燃料經重整所得到的高含氫重整氣。與通常的電動汽車比較,其(qi)動力方面的不同在(zai)于FCV用的電(dian)力來自車(che)載燃料電(dian)池裝置,電動(dong)汽車所用(yong)的(de)電力(li)來(lai)自由電網充(chong)電的(de)蓄電池。因(yin)此,FCV的關鍵(jian)是燃料電池。

燃料電池是一種不燃燒燃料而直接以電化學反應方式將燃料的化學能轉變為電能的高效發電裝置。發電的基本原理是:電池的陽極(ji)(燃料極)輸入氫氣(燃料),氫分子(H2)在陽極催化劑作(zuo)用下被離解成(cheng)為氫離子(H+)和電子(zi)(e-),H+穿(chuan)過燃料電池(chi)的電解質(zhi)層向陰極(氧化極)方向運(yun)動,e-因通(tong)不(bu)過電(dian)解質層而由(you)一(yi)個外部電(dian)路流向陰極(ji);在(zai)電池陰極(ji)輸入氧氣(O2),氧(yang)氣在陰極催化劑(ji)作用下離(li)解成為氧(yang)原子(O),與通過外部電路流向陰極(ji)的e-和燃料穿(chuan)過電解(jie)質(zhi)的H+結(jie)(jie)合生成穩定結(jie)(jie)構的(de)水(H2O),完成電化(hua)學(xue)反(fan)應放出熱量(liang)。這種電化(hua)學(xue)反(fan)應與氫(qing)氣(qi)在氧氣(qi)中發生的劇烈(lie)燃燒反(fan)應是完全不同(tong)的,只要陽極不斷輸入氫氣,陰極不斷輸(shu)入氧氣,電化(hua)學反(fan)應(ying)就會連續不斷(duan)地進行下(xia)去,e-就會不斷通過外部(bu)電路(lu)流動形成電流,從而連續(xu)不斷地向汽車提供電力。與傳統的導電體切割磁力線的回轉機械發電原理也完(wan)全不同,這(zhe)種(zhong)電(dian)化學反應屬(shu)于(yu)一(yi)種(zhong)沒有物體運動就(jiu)獲得電(dian)力的靜態發電(dian)方(fang)式。因而(er),燃料電池具有效(xiao)率高(gao)、噪音低、無污染物(wu)排出等優點,這確保了FCV成為真正(zheng)意義上的高效、清潔汽(qi)車。

為滿足汽車的使用要求,車用燃料電(dian)池(chi)還必須具有高比能量、低工(gong)作溫度、起動(dong)快、無泄漏等(deng)特(te)性,在眾多類型(xing)的燃(ran)料電池中,質子交換膜燃料電池(PEMFC)完全具備這(zhe)些特性(xing),所(suo)以FCV所使(shi)用的(de)燃料電池(chi)都是PEMFC。

燃料電(dian)池汽車工作原理

燃(ran)料電(dian)池汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)的(de)(de)(de)工(gong)作(zuo)原理(li)是，作(zuo)為燃(ran)料的(de)(de)(de)氫在(zai)汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)搭載的(de)(de)(de)燃(ran)料電(dian)池中(zhong)，與(yu)大氣中(zhong)的(de)(de)(de)氧氣發(fa)生氧化還原化學反應，產生出電(dian)能(neng)來(lai)帶動電(dian)動機工(gong)作(zuo)，由電(dian)動機帶動汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)中(zhong)的(de)(de)(de)機械(xie)(xie)傳動結構，進而帶動汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)的(de)(de)(de)前(qian)橋（或后橋）等行走(zou)機械(xie)(xie)結構工(gong)作(zuo)，從而驅動電(dian)動汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)前(qian)進。

7核心部件燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)。燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)的(de)反應(ying)結果會產生極少的(de)二氧(yang)化碳和(he)氮氧(yang)化物(wu)，副產品主要產生水(shui)，因此被稱(cheng)為綠色新型環(huan)保汽車。燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)汽車是電(dian)動汽車的(de)一種，其核心部件燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)。通過氫氣和(he)氧(yang)氣的(de)化學作(zuo)用，而(er)不(bu)是經過燃(ran)燒，直接(jie)變成(cheng)電(dian)能動力(li)。

燃(ran)料(liao)(liao)電(dian)池汽車(che)的(de)(de)氫(qing)燃(ran)料(liao)(liao)能通過(guo)幾種(zhong)途徑得到(dao)。有(you)些車(che)輛直接攜帶著純氫(qing)燃(ran)料(liao)(liao)，另外一些車(che)輛有(you)可能裝(zhuang)有(you)燃(ran)料(liao)(liao)重整器，能將烴類燃(ran)料(liao)(liao)轉化為富氫(qing)氣體。單(dan)個的(de)(de)燃(ran)料(liao)(liao)電(dian)池必(bi)須結合成燃(ran)料(liao)(liao)電(dian)池組，以便獲得必(bi)需的(de)(de)動力，滿足車(che)輛使(shi)用的(de)(de)要求。

燃料電池汽車特點

與傳統汽車相比，燃料電池汽車與傳統的內燃機驅動汽車在構造及動力傳輸等方面的不同,為汽車(che)的整體設計提出了(le)新的要求。傳統內(nei)燃機汽車(che)的發(fa)動機----變(bian)速器動(dong)力總成在(zai)燃料電池汽(qi)車中不復存(cun)在(zai),取而代(dai)之的是燃料電池(chi)反應堆、蓄電池(chi)、氫(qing)氣(qi)罐、電動(dong)機、DC/DC轉化器等設備。而制(zhi)動(dong)系統和懸架也相(xiang)應變化。因此,根據燃料電池(chi)汽(qi)車自身(shen)特(te)點,在設計時(shi),應作相應的變(bian)化(hua)和改進(jin)。燃料電池汽車(che)具有以下優點：

1、零排(pai)放(fang)或近似零排(pai)放(fang)。

2、減(jian)少了機油泄漏帶來的水(shui)污染。

3、降低了溫室氣(qi)體(ti)的排放。

4、提高了燃油經濟性。

5、提(ti)高了發動機燃燒效率(lv)。

6、運行平穩、無噪(zao)聲(sheng)。

燃料電池汽車(che)的特點表現在以下方面：

燃料電(dian)池汽車底盤布置

燃料電池動力總成包括:氫氣罐(guan)總成(cheng)、蓄(xu)電(dian)池總成(cheng)、燃料電(dian)池堆總成(cheng)、動力輸(shu)出(chu)系統總成(cheng)等。其中,儲氫罐一般放置于底盤的中部,或后排座椅的下方空間(傳統內燃機(ji)轎(jiao)車的油箱位置),將氫氣罐分散(san)存儲。除了燃料電池動力總成外,對汽(qi)車制動(dong)總成(cheng)、前后懸架總成(cheng)及輪(lun)(lun)胎等(deng)方面也(ye)應(ying)作相應(ying)的調整和測試。特別(bie)是隨著輪(lun)(lun)轂電機技(ji)術的發展,使燃(ran)料電池汽車在電動(dong)機的放置有了新的選擇(ze),增大了汽車內部空(kong)間。而各電動輪的驅動力也可直接控制,提高惡劣路面條件(jian)下汽車的(de)行(xing)使性能。底盤布置應把絕大多數(shu)的(de)負載均勻分配在底盤的(de)前后(hou)端,降低車(che)輛的(de)總體重心,使(shi)轎車具有良(liang)好的操(cao)控性能,并改善車輛的整體安全性。

燃料(liao)電池汽車(che)管理系統

燃料電池汽車的動力系統一般由質子交換膜燃料電池、蓄電池、電機和系統控制設備組成。燃料電池所生成的電能經過DC/DC轉換器、DC/AC逆(ni)變器等的(de)變換,帶動電機(ji)的運轉,將電能轉變為機(ji)械能,為汽車提供動力。在(zai)一些(xie)關鍵部件,如質子交換(huan)膜燃料電池(chi)和蓄電池(chi)等,其(qi)熱特性及傳(chuan)熱性質與傳(chuan)統汽(qi)車有著很大的不(bu)同,為(wei)燃料電池汽車的水(shui)、熱管理提出了新(xin)的目標和要求。

燃(ran)料電池汽(qi)車(che)電子控制

與傳統汽車相同,電(dian)子控(kong)制在燃料電(dian)池汽車的(de)發展中也將起著越來(lai)越重要的(de)作(zuo)用。汽車的(de)各種操縱系統都會(hui)向著電(dian)子化和電(dian)動化的(de)方向發展,實(shi)現“線(xian)操(cao)控”,即用導線代替(ti)機(ji)械(xie)傳動機(ji)構,如“導線制(zhi)動”、“導線轉向”等(deng);現有的12V動力(li)電源已滿足不了汽車(che)上所(suo)有電氣系統的需(xu)要,42V汽車(che)電氣系統(tong)新標準的實施,將會使(shi)汽車電(dian)器(qi)零

部件的設計和結構發生重大的變革,機械式繼電(dian)器、熔絲式保護(hu)電(dian)路也(ye)將隨(sui)之淘汰。同時,燃料電池的特性有(you)其自身的特點:

a.電壓(ya)低,電流大;

b.輸出電流會隨溫度的(de)升高(gao)而升高(gao),輸出電壓會隨輸出電流的增大(da)而下降;

c.從開始輸出電(dian)壓(ya)、電(dian)流到逐(zhu)漸進(jin)入穩(wen)定狀(zhuang)態,停留(liu)在過渡帶范圍內的動(dong)態反應時間(jian)較長。正是(shi)由于以上特點(dian),大多數電器和電機難以適(shi)應其(qi)電壓特性(xing),所以(yi)必須(xu)和(he)DC/DC變換器(qi)和DC/AC逆變器配合使用,需要對(dui)燃料電池系統(tong)進行大(da)量的功(gong)率調節以(yi)保(bao)證電壓的穩定。

(1)當燃料電(dian)池的輸出功(gong)率大于汽車的需(xu)要(yao)時,多余的功率可對蓄(xu)電池進行充電,在動力系統起動時蓄電(dian)(dian)池可以(yi)給(gei)輔助系統提供電(dian)(dian)源;

(2)當燃料電池的功率不能(neng)滿足汽車加速(su)、爬坡(po)時,蓄電池(chi)可提供附加功(gong)率,配合(he)燃料電池(chi)共同使用。

所以,車輛(liang)可采用42V的輔助(zhu)電源獨立(li)地為各種電子、電氣設備(bei)提供電能。由于燃料電池汽車較之(zhi)傳統內(nei)燃機汽車在驅動方式(shi)上有著本質(zhi)的區別,所以在底盤布置、水熱(re)管理、電子控制等諸多方(fang)面(mian)的(de)(de)設計也(ye)有著很大的(de)(de)不(bu)同。

燃料電池車是電動車的一種，其電池的能量是通過氫氣和氧氣的化學作用，而不是經過燃燒，直接變成電能的。燃料電池的化學反應過程不會產生有害產物，因此燃料電池車輛是無污染汽車，燃料電池的能量轉換效率比內燃機要高2～3倍(bei)，因此從(cong)能源的(de)利用和環(huan)境保護方面(mian)，燃料電池汽車是一種(zhong)理(li)想的(de)車輛。

燃料電池汽車有哪些

下面我們就來盤(pan)點(dian)哪些企業在做電池燃(ran)料車(che)。

1.金龍汽車產品：一代氫燃料電池城市客車

公司主營汽車產品及零配件，其大中型客車的市場占有率高。同時公司一直致力于新能源客車的研發，09年初，公司研制(zhi)的新一代氫(qing)燃(ran)料電池(chi)城市客(ke)車在(zai)蘇州下線，此舉標志著(zhu)國(guo)家“863計劃十一(yi)五攻關(guan)項(xiang)目：節能與(yu)新能源(yuan)汽車”--氫燃料城市客車研(yan)發項目取得新突破。

2.上汽集團產品：榮威950插電式燃料電池車

在2015上海車(che)(che)(che)展前，上汽(qi)集團與媒體進(jin)行(xing)了(le)前瞻技術(shu)分享會，提前對即將在車(che)(che)(che)展展示(shi)的兩款“未來汽(qi)車(che)(che)(che)”進(jin)行(xing)了(le)預熱(re)。除了(le)造勢多時的智能汽(qi)車(che)(che)(che)，上汽(qi)集團還拋(pao)出了(le)另外一枚重(zhong)磅炸(zha)彈——第四代榮威950插電(dian)式燃料電(dian)池(chi)車(che)。該車(che)可實現400多公里(li)的續航(hang)里(li)程，160公(gong)里的最高時速。

3.現代汽車產品：ix35氫燃料電池車

現代汽車2014年2月份開始(shi)在韓(han)國(guo)投產ix35氫(qing)燃(ran)料(liao)電池車(che)，成為全球首(shou)家推出(chu)量產版氫(qing)燃(ran)料(liao)電池車(che)的車(che)企(qi)，該(gai)車(che)型在歐洲等(deng)市(shi)場以ix35的(de)名稱進行(xing)銷售(shou)。

現代選擇ix35這款車(che)衍生出燃料(liao)電池(chi)(chi)車(che)并量(liang)產(chan)，部(bu)分原因是因為該(gai)車(che)的(de)傳統車(che)型頗受歡迎。在(zai)燃料(liao)電池(chi)(chi)版ix35中，工(gong)程師(shi)確保燃料(liao)電池(chi)堆(dui)、儲(chu)氫罐(guan)、電池(chi)和動力總成(cheng)的(de)關(guan)鍵系統不會(hui)對車(che)輛(liang)的(de)可(ke)用性造成(cheng)影響。

車中采用了功率為100千瓦的燃料電池堆為一臺功率為100千(qian)瓦的電(dian)動機(ji)提供能(neng)量，電(dian)機(ji)可(ke)提供的峰值扭矩達到300牛米，約合221磅英(ying)尺，0-62英里/時加速時間為12.5秒，最高時速可達100英(ying)里/時，其行(xing)駛(shi)里程(cheng)則為(wei)369英里，約合(he)594公里。儲氫罐中可(ke)存(cun)放5.6千克(ke)氫(qing)氣，也就(jiu)是每千克(ke)氫(qing)燃料(liao)可支(zhi)持(chi)汽車行(xing)駛106公(gong)里。經計算，一(yi)千克氫燃料約相當于(yu)3.7升汽油的(de)能(neng)量含量，那么(me)，該車的(de)燃效約為28.6（106/3.7=28.6）千克/升。

4.豐田產品：豐田Mirai燃料電池車，FCV Plus概念車

Mirai燃料電池車

FCV Plus概念車

豐田作為油電混動領域的領導者此次帶來了采用氫燃料電池作為動力能源的車型。與其他清潔能源不同，用氫氣轉化為電能驅動的汽車尾氣近為對環境無害的水蒸氣。該車將在2014年底接受預定，并于2015年正式發售。

不同(tong)于特斯拉旗下的(de)(de)電動車(che)(che)，豐田該款汽車(che)(che)采用(yong)的(de)(de)不是(shi)(shi)插電式(shi)充電，取而代之的(de)(de)是(shi)(shi)加氫(qing)(qing)的(de)(de)方式(shi)。液(ye)氫(qing)(qing)加入儲罐中，與空氣發生反(fan)應(ying)產生水的(de)(de)同(tong)時產生電能(neng)，電能(neng)被(bei)輸送給車(che)(che)輛的(de)(de)電動機，從而驅動汽車(che)(che)。

5.本田產品：本田Clarity氫燃料電池車

本田Clarity氫燃料電池轎(jiao)車日(ri)前(qian)在東京車展上發布，該車是現款FCX Clarity車(che)型的(de)升(sheng)級版(ban)。本田(tian)公司表示(shi)，該車(che)將(jiang)于2016年3月份在日本上市，同時也將在美(mei)國上市。美(mei)版將在今年的洛杉(shan)磯車展上發布。

6.通用產品：雪佛蘭Equinox第四代氫燃料電池車

雪佛蘭Equinox的燃料電池組由440塊(kuai)串(chuan)聯電池組成，電力(li)輸(shu)出可達93千(qian)瓦，在車(che)載(zai)73千瓦(wa)(100馬力(li))同(tong)步電動機的共同(tong)驅動下(xia)，0－100公里/小時的加速只要12秒，而這款前驅車(che)型(xing)的最高(gao)時(shi)速(su)可(ke)達每小時(shi)160公(gong)里。