燃(ran)料電(dian)池汽車(che)有(you)哪些 什么(me)是燃(ran)料電(dian)池汽車(che)

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,其動力方面的不(bu)同在于(yu)FCV用(yong)的電(dian)力來自車載(zai)燃料(liao)電(dian)池裝置,電(dian)動汽車所用的電(dian)力來自由(you)電(dian)網充電(dian)的蓄電(dian)池。因此,FCV的(de)關鍵是燃料(liao)電池(chi)。

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(chi)的陽極(燃料極)輸入氫氣(燃(ran)料(liao)),氫分子(H2)在(zai)陽極催化(hua)劑作用下被(bei)離解成為氫離子(H+)和電子(e-),H+穿(chuan)過燃料電(dian)池的(de)電(dian)解質層(ceng)向陰極(氧化極)方向運動,e-因通不(bu)過電(dian)解(jie)質層而由一個外部電(dian)路(lu)流向陰極;在電池陰(yin)極輸入(ru)氧氣(qi)(O2),氧(yang)氣在(zai)陰極催化(hua)劑作用下離(li)解成為氧(yang)原子(O),與通過外部電路流向陰(yin)極的e-和燃料穿過電(dian)解質的H+結合(he)生成穩(wen)定結構的水(shui)(H2O),完(wan)成電(dian)化學反應(ying)(ying)放出熱量(liang)。這種(zhong)電(dian)化學反應(ying)(ying)與(yu)氫(qing)氣(qi)在氧(yang)氣(qi)中發(fa)生的劇烈(lie)燃(ran)燒(shao)反應(ying)(ying)是完(wan)全(quan)不同的,只要陽(yang)極不斷輸(shu)入氫(qing)氣,陰極(ji)不斷輸入(ru)氧氣,電化學反應就(jiu)會(hui)連續不斷地進行(xing)下去(qu),e-就會不斷通過外(wai)部電路流動形成(cheng)電流,從而(er)連續不斷地(di)向汽車提供電力。與傳統的導電體切割磁力線(xian)的回轉機械發電原理也(ye)完全不同,這(zhe)種電(dian)化學反應(ying)屬于一種沒有物體運(yun)動就(jiu)獲(huo)得電(dian)力的靜(jing)態發電(dian)方式。因而(er),燃料電池具有(you)效率高、噪音低、無污染物排出(chu)等優(you)點,這確保(bao)了(le)FCV成為(wei)真正意義上的高效、清潔汽(qi)車(che)。

為滿足汽車的使用要求,車用(yong)燃料電池(chi)還必(bi)須具有高比能量、低工作溫度、起動快、無泄漏等特性,在眾多類型的燃(ran)料(liao)電池中,質子交換膜(mo)燃料電池(PEMFC)完全具(ju)備(bei)這些特(te)性,所(suo)以FCV所使用的燃料電(dian)池都是PEMFC。

燃料電池(chi)汽車工作原理

燃(ran)(ran)料電(dian)(dian)(dian)池汽(qi)車的(de)(de)(de)工(gong)作(zuo)原理是(shi)，作(zuo)為燃(ran)(ran)料的(de)(de)(de)氫(qing)在(zai)汽(qi)車搭載的(de)(de)(de)燃(ran)(ran)料電(dian)(dian)(dian)池中(zhong)(zhong)，與大氣(qi)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)氧氣(qi)發生氧化還原化學反應，產(chan)生出(chu)電(dian)(dian)(dian)能來帶(dai)動(dong)(dong)電(dian)(dian)(dian)動(dong)(dong)機(ji)工(gong)作(zuo)，由(you)電(dian)(dian)(dian)動(dong)(dong)機(ji)帶(dai)動(dong)(dong)汽(qi)車中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)機(ji)械(xie)傳動(dong)(dong)結構(gou)，進(jin)而帶(dai)動(dong)(dong)汽(qi)車的(de)(de)(de)前橋（或后橋）等(deng)行走機(ji)械(xie)結構(gou)工(gong)作(zuo)，從而驅(qu)動(dong)(dong)電(dian)(dian)(dian)動(dong)(dong)汽(qi)車前進(jin)。

7核心部(bu)件(jian)(jian)燃(ran)料電(dian)池(chi)。燃(ran)料電(dian)池(chi)的(de)反應結果會產(chan)生極少的(de)二氧(yang)化(hua)碳和氮氧(yang)化(hua)物(wu)，副產(chan)品主要產(chan)生水，因此被(bei)稱為綠色新型環(huan)保汽車(che)。燃(ran)料電(dian)池(chi)汽車(che)是電(dian)動(dong)汽車(che)的(de)一種，其核心部(bu)件(jian)(jian)燃(ran)料電(dian)池(chi)。通過(guo)氫氣和氧(yang)氣的(de)化(hua)學作用，而不是經過(guo)燃(ran)燒，直接(jie)變成(cheng)電(dian)能(neng)動(dong)力。

燃料(liao)電池汽(qi)車(che)的氫燃料(liao)能(neng)通過幾種途徑得到。有些車(che)輛直接攜帶著(zhu)純氫燃料(liao)，另外一些車(che)輛有可能(neng)裝(zhuang)有燃料(liao)重整(zheng)器，能(neng)將烴類燃料(liao)轉(zhuan)化為富氫氣體。單個的燃料(liao)電池必須結合成(cheng)燃料(liao)電池組，以便(bian)獲得必需(xu)的動(dong)力，滿(man)足車(che)輛使(shi)用的要(yao)求(qiu)。

燃(ran)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(ti)出了新的要求。傳(chuan)統內燃機(ji)汽車(che)的發(fa)動機(ji)----變速器動(dong)力總(zong)成在(zai)燃料電池(chi)汽車(che)中不復存在(zai),取而代之的是(shi)燃料電(dian)池反應堆、蓄電(dian)池、氫氣罐(guan)、電(dian)動機、DC/DC轉化器等設備。而制動系(xi)統和懸架(jia)也(ye)相應變(bian)化。因此,根據(ju)燃料電池汽車自身特(te)點,在設計時,應作相應的變化和(he)改進。燃(ran)料電池(chi)汽(qi)車(che)具有以下優點：

1、零排放或近似(si)零排放。

2、減少(shao)了(le)機油泄漏帶來(lai)的水污(wu)染。

3、降低(di)了溫室氣(qi)體的排(pai)放。

4、提高了燃油經(jing)濟性。

5、提高(gao)了(le)發動機燃(ran)燒效率。

6、運行平穩、無噪聲。

燃料電池(chi)汽(qi)車的特(te)點表現在以下方面(mian)：

燃料電池汽車底盤布置

燃料電池動力總成包括:氫氣罐總成(cheng)、蓄電(dian)池總成(cheng)、燃料電(dian)池堆總成(cheng)、動力(li)輸出系統總成(cheng)等(deng)。其中(zhong),儲氫罐一般放置于(yu)底盤(pan)的(de)中部,或后排座椅(yi)的下(xia)方空間(傳統(tong)內燃機轎車的油箱位置),將氫氣罐分散存儲。除了(le)燃料電池動(dong)力總成外,對汽車制動總成、前后懸(xuan)架總成及輪(lun)(lun)胎等方面也應作相應的(de)(de)調整和測試。特別是隨著輪(lun)(lun)轂電機技術(shu)的(de)(de)發展,使燃料電(dian)池汽(qi)車在電(dian)動機的放置有了新的選擇(ze),增(zeng)大了汽車(che)內(nei)部空(kong)間。而各電(dian)動輪的(de)驅動力也可(ke)直接控制,提高惡劣路面條(tiao)件下汽車(che)的行使(shi)性能。底(di)盤布置(zhi)應把絕大(da)多數的負(fu)載均勻(yun)分配在底(di)盤的前后端(duan),降低(di)車輛(liang)的總體重心,使轎車具有良好的操控(kong)性能,并改(gai)善車(che)輛的整體安全性(xing)。

燃料電池汽車管理系統

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(huan)器、DC/AC逆變器等的變換,帶動電機的運轉,將電能(neng)轉(zhuan)變為機(ji)械能(neng),為(wei)汽車提供動力。在一些關(guan)鍵(jian)部件,如質子交換膜(mo)燃料電池(chi)(chi)和蓄電池(chi)(chi)等,其熱(re)(re)特(te)性(xing)及傳(chuan)(chuan)熱(re)(re)性(xing)質與傳(chuan)(chuan)統汽車有著很大的不(bu)同,為燃料電池汽車的(de)水、熱管(guan)理提出了新的(de)目標和要求。

燃料電池汽車(che)電子控制

與傳統汽車相同,電(dian)子控制(zhi)在(zai)燃料電(dian)池汽(qi)車(che)的(de)發(fa)展中也將起著越(yue)來越(yue)重要的(de)作(zuo)用。汽(qi)車(che)的(de)各種操(cao)縱系統都(dou)會向著電(dian)子化和電(dian)動(dong)化的(de)方向發(fa)展,實現“線操控”,即(ji)用導線代替機械傳動機構,如“導(dao)線(xian)制動”、“導(dao)線(xian)轉向”等(deng);現有的12V動力電源已滿足(zu)不了汽車上所有電氣系(xi)統(tong)的需要(yao),42V汽車電氣系統新(xin)標準(zhun)的實(shi)施,將會(hui)使汽車(che)電(dian)器零

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)路也將隨之淘汰。同時(shi),燃料電(dian)池的(de)特性有其(qi)自身的(de)特點:

a.電壓(ya)低(di),電流大;

b.輸出電(dian)流會隨(sui)溫(wen)度的(de)升(sheng)高(gao)(gao)而升(sheng)高(gao)(gao),輸出(chu)電壓會隨輸出(chu)電流的(de)增(zeng)大而下降;

c.從開始輸出電(dian)壓(ya)、電(dian)流到(dao)逐漸(jian)進入穩定狀態,停留在過渡帶范圍內的(de)動態反應時間較長。正是由于(yu)以上特點,大(da)多數(shu)電器(qi)和電機難以適(shi)應其電壓(ya)特性,所(suo)以必須和DC/DC變換器和(he)DC/AC逆變器(qi)配合使(shi)用(yong),需要對燃料電(dian)池(chi)系統(tong)進行大量的(de)功率調節以保證電(dian)壓的(de)穩定。

(1)當(dang)燃料電池的(de)輸出功(gong)率大于(yu)汽車(che)的(de)需要(yao)時,多(duo)余(yu)的(de)功率可對(dui)蓄電池進行充(chong)電,在(zai)動力(li)系(xi)統起動時蓄電池可以(yi)給輔助系(xi)統提(ti)供電源;

(2)當(dang)燃料電池的功(gong)率不能滿足汽(qi)車加(jia)速、爬坡時(shi),蓄電池可提供附(fu)加功率,配合(he)燃(ran)料電池共同使用。

所以,車(che)輛可采(cai)用(yong)42V的(de)輔助電(dian)源獨立地為各種電(dian)子、電(dian)氣設(she)備提供(gong)電(dian)能。由于(yu)燃料電(dian)池(chi)汽(qi)車(che)較(jiao)之傳統內燃機汽(qi)車(che)在驅動方式上有著(zhu)本質的(de)區(qu)別(bie),所(suo)以(yi)在底盤布(bu)置、水熱(re)管(guan)理(li)、電子控制(zhi)等諸多(duo)方面的(de)設計也有(you)著(zhu)很大的(de)不同。

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，因此(ci)從能源的利(li)用和環境保護方面，燃料電池(chi)汽車是一種理想(xiang)的車輛。

燃料電池汽車有哪些

下面我們(men)就來盤點哪些企(qi)業在(zai)做電池燃料車。

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，公司研制的新一代(dai)氫(qing)燃(ran)料(liao)電池城市(shi)客(ke)車(che)在蘇(su)州下線，此舉標志(zhi)著國家(jia)“863計劃十一(yi)五攻關項目：節能與(yu)新能源汽車”--氫燃料城市客車研(yan)發項目(mu)取得(de)新突破。

2.上汽集團產品：榮威950插電式燃料電池車

在2015上海車展前，上汽集(ji)團與媒體進行了(le)(le)前瞻技術分享會，提前對即將(jiang)在車展展示的兩款“未來汽車”進行了(le)(le)預(yu)熱。除了(le)(le)造(zao)勢多時的智能汽車，上汽集(ji)團還拋出(chu)了(le)(le)另外一枚重磅炸彈——第四代榮(rong)威950插電(dian)式燃料電(dian)池車。該車可實現400多公里(li)的續航里(li)程，160公里(li)的最高時(shi)速。

3.現代汽車產品：ix35氫燃料電池車

現代汽車2014年2月(yue)份開(kai)始在韓國(guo)投產(chan)ix35氫燃(ran)料電池車(che)，成為全球(qiu)首(shou)家推出量產版氫燃(ran)料電池車(che)的車(che)企(qi)，該車(che)型在歐洲(zhou)等市(shi)場以(yi)ix35的(de)名稱(cheng)進行(xing)銷售。

現代選擇ix35這款(kuan)車衍(yan)生出(chu)燃(ran)(ran)料(liao)電(dian)池(chi)車并(bing)量產，部分原因(yin)是(shi)因(yin)為(wei)該車的傳統(tong)車型頗受(shou)歡(huan)迎。在(zai)燃(ran)(ran)料(liao)電(dian)池(chi)版ix35中，工程師確保燃料(liao)電池堆、儲(chu)氫罐、電池和動(dong)力總成的關鍵系統不會對車輛的可(ke)用性(xing)造成影響。

車中采用了功率為100千瓦的燃料電池堆為(wei)一臺(tai)功率為(wei)100千瓦(wa)的電動機(ji)(ji)提(ti)供能量，電機(ji)(ji)可提(ti)供的峰值(zhi)扭矩達到300牛(niu)米，約合221磅英(ying)尺，0-62英里/時加(jia)速時間為12.5秒(miao)，最高時速可達100英里/時，其(qi)行駛里程則為369英里(li)，約(yue)合594公里。儲(chu)氫罐(guan)中可存放5.6千克(ke)氫(qing)氣，也就是每千克(ke)氫(qing)燃(ran)料(liao)可支持(chi)汽車行(xing)駛106公里。經計(ji)算，一千(qian)克氫燃(ran)料約(yue)相當于3.7升汽油的能量含(han)量，那么，該車的燃效約為(wei)28.6（106/3.7=28.6）千(qian)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(shou)預定(ding)，并(bing)于2015年正(zheng)式發售。

不同于特(te)斯拉(la)旗下的(de)電動(dong)車(che)，豐田該(gai)款汽(qi)車(che)采(cai)用(yong)的(de)不是插電式(shi)充電，取而代(dai)之的(de)是加氫的(de)方式(shi)。液(ye)氫加入儲(chu)罐中，與空氣發生反(fan)應產(chan)生水的(de)同時產(chan)生電能(neng)，電能(neng)被輸送給(gei)車(che)輛的(de)電動(dong)機，從而驅動(dong)汽(qi)車(che)。

5.本田產品：本田Clarity氫燃料電池車

本田Clarity氫燃(ran)料(liao)電池轎車(che)日前在東京車(che)展(zhan)上(shang)發(fa)布，該車(che)是現(xian)款FCX Clarity車(che)型(xing)的升(sheng)級版。本田公(gong)司表示，該(gai)車(che)將(jiang)于(yu)2016年3月份在日本上(shang)市(shi)，同時(shi)也(ye)將(jiang)(jiang)在美國上(shang)市(shi)。美版將(jiang)(jiang)在今年的(de)洛杉磯(ji)車展上(shang)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(chi)組(zu)由440塊串聯電池組成，電力輸出可達93千瓦，在車(che)載73千瓦(100馬力)同步電動(dong)機的共同驅(qu)動(dong)下，0－100公(gong)里/小時的加速只要12秒(miao)，而這款前驅車型的(de)最高時速可達(da)每小時160公里。