燃料(liao)電(dian)池(chi)(chi)汽(qi)車有(you)哪些 什么是燃料(liao)電(dian)池(chi)(chi)汽(qi)車

什么是燃料電池汽車

燃料(liao)電池汽車(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(dong)力方面的不同在于(yu)FCV用的電力來(lai)自車(che)載(zai)燃(ran)料電池裝(zhuang)置,電動(dong)汽車所(suo)用(yong)的(de)電力來自(zi)由電網充電的(de)蓄(xu)電池。因此,FCV的關(guan)鍵是燃料電池。

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(chi)的(de)陽(yang)極(燃(ran)料(liao)極)輸入氫氣(燃料),氫分子(H2)在陽極催化劑作用下被離(li)解成(cheng)為(wei)氫離(li)子(H+)和電(dian)子(e-),H+穿過燃(ran)料電池的電解質層向陰極(氧(yang)化極(ji))方(fang)向運(yun)動,e-因通不過電(dian)解質層而由一個外部電(dian)路流向陰極;在電池(chi)陰(yin)極輸入氧(yang)氣(O2),氧氣在陰極催化劑作用下離(li)解成(cheng)為氧原子(O),與通(tong)過(guo)外部電(dian)路流(liu)向陰極的(de)e-和(he)燃料(liao)穿(chuan)過(guo)電解質的H+結合生成穩(wen)定結構的水(H2O),完成電化學(xue)反應(ying)放出(chu)熱量。這種電化學(xue)反應(ying)與氫(qing)氣(qi)在(zai)氧氣(qi)中(zhong)發生的劇烈燃(ran)燒反應(ying)是(shi)完全不同的,只要陽極不(bu)斷輸入氫氣,陰極不斷輸入氧氣,電(dian)化學反(fan)應就會連續不斷地(di)進(jin)行下(xia)去(qu),e-就會不斷通過外部(bu)電(dian)(dian)路流(liu)動形成電(dian)(dian)流(liu),從而連續不斷地向汽車提(ti)供電(dian)(dian)力(li)。與傳統的(de)導(dao)電(dian)(dian)體切割(ge)磁力(li)線的(de)回轉機械(xie)發(fa)電(dian)(dian)原(yuan)理也完全(quan)不同(tong),這種電化學(xue)反應屬(shu)于一種沒(mei)有物體運(yun)動就獲得電力的靜態發(fa)電方式。因(yin)而(er),燃(ran)料電(dian)池(chi)具有效率高(gao)、噪音低、無(wu)污染(ran)物排出等優點,這(zhe)確(que)保了(le)FCV成為真(zhen)正意(yi)義(yi)上的高效(xiao)、清潔汽車(che)。

為滿足汽車的使用要求,車用(yong)燃料電池還必須具有高比能量、低(di)工(gong)作溫度、起動快、無泄漏等特性,在(zai)眾多類(lei)型的燃料電(dian)池中,質子交換膜燃料電池(PEMFC)完全(quan)具備這些特性,所以(yi)FCV所使(shi)用的(de)燃料(liao)電池(chi)都(dou)是PEMFC。

燃料電池汽車(che)工作原理

燃料(liao)電(dian)池汽(qi)(qi)車的(de)(de)工(gong)作(zuo)原理是，作(zuo)為燃料(liao)的(de)(de)氫(qing)在汽(qi)(qi)車搭載的(de)(de)燃料(liao)電(dian)池中(zhong)(zhong)，與大氣中(zhong)(zhong)的(de)(de)氧(yang)氣發生(sheng)氧(yang)化還原化學反應(ying)，產生(sheng)出電(dian)能來帶動(dong)電(dian)動(dong)機工(gong)作(zuo)，由電(dian)動(dong)機帶動(dong)汽(qi)(qi)車中(zhong)(zhong)的(de)(de)機械(xie)(xie)傳(chuan)動(dong)結構，進而(er)帶動(dong)汽(qi)(qi)車的(de)(de)前(qian)橋(qiao)（或(huo)后(hou)橋(qiao)）等行走機械(xie)(xie)結構工(gong)作(zuo)，從(cong)而(er)驅動(dong)電(dian)動(dong)汽(qi)(qi)車前(qian)進。

7核(he)心部(bu)(bu)件燃(ran)(ran)料(liao)電(dian)(dian)池(chi)。燃(ran)(ran)料(liao)電(dian)(dian)池(chi)的(de)反應結果會(hui)產生極少的(de)二氧化碳和氮氧化物(wu)，副產品主要產生水，因此(ci)被(bei)稱為綠色新型環保汽車。燃(ran)(ran)料(liao)電(dian)(dian)池(chi)汽車是(shi)電(dian)(dian)動(dong)汽車的(de)一種，其核(he)心部(bu)(bu)件燃(ran)(ran)料(liao)電(dian)(dian)池(chi)。通過氫氣和氧氣的(de)化學作用，而(er)不(bu)是(shi)經過燃(ran)(ran)燒，直接(jie)變成電(dian)(dian)能動(dong)力。

燃料電(dian)(dian)池汽車(che)(che)(che)的(de)氫燃料能通過幾種途(tu)徑(jing)得到。有(you)(you)些車(che)(che)(che)輛直接攜帶著純氫燃料，另(ling)外一些車(che)(che)(che)輛有(you)(you)可能裝有(you)(you)燃料重整器，能將(jiang)烴類(lei)燃料轉化為(wei)富氫氣(qi)體。單個(ge)的(de)燃料電(dian)(dian)池必須(xu)結合成燃料電(dian)(dian)池組，以便獲得必需的(de)動力，滿足車(che)(che)(che)輛使用(yong)的(de)要求。

燃(ran)料電(dian)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,為汽車的(de)整體設計提出了(le)新(xin)的(de)要(yao)求。傳統內燃機汽車的(de)發動機----變速器動力總(zong)成在燃料(liao)電(dian)池汽車中不復存在,取而代之的是燃料電(dian)池反應堆、蓄電(dian)池、氫氣罐、電(dian)動機、DC/DC轉化器等設備。而制(zhi)動系統和懸架也相(xiang)應(ying)變化。因此(ci),根據(ju)燃料(liao)電池汽(qi)車自(zi)身(shen)特點,在設(she)計時(shi),應作(zuo)相應的變化和改進(jin)。燃料電池汽(qi)車(che)具有以(yi)下優點：

1、零(ling)(ling)排放或近似零(ling)(ling)排放。

2、減少了(le)機油泄(xie)漏帶來的水污染。

3、降低了(le)溫室氣(qi)體的(de)排(pai)放(fang)。

4、提(ti)高(gao)了(le)燃(ran)油經(jing)濟性。

5、提高了發動機燃燒效(xiao)率(lv)。

6、運行平穩、無噪聲。

燃(ran)料電池汽車(che)的特點(dian)表現在(zai)以下方面：

燃(ran)料電池汽車底盤布置

燃料電池動力總成包括:氫氣罐總(zong)成(cheng)、蓄電池總(zong)成(cheng)、燃料(liao)電池堆(dui)總(zong)成(cheng)、動力輸(shu)出系統總(zong)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(chuan)統內燃機轎車的油箱(xiang)位置),將氫氣罐分散存儲。除了燃料電池(chi)動力總成外(wai),對汽(qi)車制動(dong)總(zong)(zong)成、前后懸架總(zong)(zong)成及輪胎等方面也應作相應的(de)調整(zheng)和(he)測試。特(te)別(bie)是隨著(zhu)輪轂電機技(ji)術的(de)發(fa)展,使燃料電(dian)池汽車在電(dian)動機的放置有(you)了新的選擇,增大了汽(qi)車內(nei)部空(kong)間。而各(ge)電動(dong)輪的(de)驅動(dong)力也可直(zhi)接控制,提高惡劣路面條件下汽車的(de)行使性能。底盤布置應把絕(jue)大多數的(de)負載均(jun)勻分配在底盤的(de)前(qian)后端(duan),降(jiang)低車(che)輛的總體重心,使轎車(che)具有良好(hao)的操控性能,并改善車輛的(de)整體安(an)全性。

燃(ran)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轉換器(qi)、DC/AC逆變(bian)器等的變(bian)換,帶動電機的運(yun)轉,將電能轉(zhuan)變為機械能,為(wei)汽(qi)車提供動力。在(zai)一(yi)些關鍵(jian)部件(jian),如(ru)質(zhi)子交換膜燃料電池和蓄電池等,其熱特(te)性及傳(chuan)熱性質(zhi)與傳(chuan)統汽車(che)有著很大(da)的不同(tong),為燃料(liao)電池汽車的(de)水、熱管理提出了新的(de)目標(biao)和要求。

燃料電池汽車電子控制

與傳統汽車相同,電(dian)子控制在燃料(liao)電(dian)池(chi)汽車(che)的發(fa)展中也將起著越來越重要的作用。汽車(che)的各種操縱(zong)系統都(dou)會向(xiang)著電(dian)子化和(he)電(dian)動化的方向(xiang)發(fa)展,實現“線(xian)操控”,即(ji)用導線代替機械(xie)傳動(dong)機構,如“導線制動”、“導線轉向”等;現有的12V動力(li)電源已滿足不了汽(qi)車上(shang)所有電氣系統的需要,42V汽車電氣系(xi)統新標準的實施,將會(hui)使汽車電器(qi)零

部件的設計和結構發生重大的變革,機械式繼(ji)電器、熔(rong)絲式保護電路也將隨之(zhi)淘(tao)汰。同時,燃料電池的特性有其自身的特點:

a.電壓低(di),電(dian)流大;

b.輸出(chu)電(dian)流會隨溫度的升高而升高,輸出電壓會隨輸出電流(liu)的增大而下降(jiang);

c.從開始輸出電(dian)(dian)壓、電(dian)(dian)流到逐漸(jian)進入(ru)穩(wen)定狀態(tai),停留在過(guo)渡帶范(fan)圍內的(de)動態反應時間較長。正(zheng)是由于以(yi)上特點,大多數電(dian)器(qi)和電(dian)機難以適應其電(dian)壓特性,所以必須和DC/DC變換器和DC/AC逆變器配合使用,需要(yao)對燃(ran)料電(dian)池(chi)系統(tong)進(jin)行大(da)量的(de)功率調節(jie)以保證電(dian)壓的(de)穩定(ding)。

(1)當燃(ran)料電池的(de)輸出功率大于汽車的(de)需要時,多(duo)余的功率(lv)可對蓄電(dian)(dian)池進行充電(dian)(dian),在動力系(xi)統起動時蓄電(dian)池可以給輔助(zhu)系(xi)統提供電(dian)源;

(2)當燃(ran)料(liao)電(dian)池的功率不能滿足汽車加(jia)速、爬坡時,蓄電池可提(ti)供附加功(gong)率,配合燃料電(dian)池共同(tong)使用。

所以,車(che)輛可采用42V的輔助電源獨立地為(wei)各種電子(zi)、電氣(qi)設備提供(gong)電能。由于燃料電池汽車(che)較之傳統內(nei)燃機汽車(che)在(zai)驅動方式上有著本質(zhi)的區別,所以在底盤布置(zhi)、水熱(re)管理、電(dian)子(zi)控制等諸(zhu)多方面的(de)設計也有著很大的(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，因此從能源的利用和環(huan)境保護方面(mian)，燃料電(dian)池汽車(che)是一種(zhong)理(li)想的車(che)輛。

燃料電池汽車有哪些

下面我們就來盤點(dian)哪些企業在做(zuo)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(nian)初，公司研制的新一代氫燃料電池城市客車在蘇州下(xia)線(xian)，此(ci)舉標志著國家(jia)“863計劃十一五攻關項目(mu)：節能與新能源汽(qi)車”--氫燃料城市客車研發項目取(qu)得新(xin)突破(po)。

2.上汽集團產品：榮威950插電式燃料電池車

在2015上(shang)(shang)海車展前(qian)，上(shang)(shang)汽(qi)集團與媒(mei)體進(jin)行(xing)了(le)前(qian)瞻技(ji)術分享會，提前(qian)對即將在車展展示的兩(liang)款“未來汽(qi)車”進(jin)行(xing)了(le)預熱。除了(le)造勢多時(shi)的智能汽(qi)車，上(shang)(shang)汽(qi)集團還拋出了(le)另外(wai)一枚重(zhong)磅炸彈——第(di)四代(dai)榮威950插電式燃料電池車。該(gai)車可實現400多公里的(de)續(xu)航里程，160公里的(de)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月份開始在韓(han)國投產ix35氫(qing)(qing)燃(ran)料電(dian)池車(che)(che)(che)，成(cheng)為全球首家推出量產版(ban)氫(qing)(qing)燃(ran)料電(dian)池車(che)(che)(che)的車(che)(che)(che)企，該車(che)(che)(che)型在歐洲等市場(chang)以(yi)ix35的(de)名稱(cheng)進行(xing)銷售(shou)。

現代選擇ix35這(zhe)款(kuan)車衍生出燃料(liao)電池車并量產，部分(fen)原(yuan)因(yin)是(shi)因(yin)為該車的傳(chuan)統車型(xing)頗受(shou)歡迎(ying)。在燃料(liao)電池版(ban)ix35中，工程師確保燃(ran)料電(dian)池堆、儲氫(qing)罐、電(dian)池和動力總成的(de)關(guan)鍵(jian)系統不(bu)會對車輛的(de)可用性造成影響。

車中采用了功率為100千瓦(wa)的(de)燃料電池(chi)堆(dui)為(wei)一(yi)臺功率為(wei)100千(qian)瓦的電動機提供(gong)能量，電機可提供(gong)的峰值扭矩(ju)達(da)到(dao)300牛米，約合221磅(bang)英尺(chi)，0-62英里/時加速(su)時間為12.5秒，最高時(shi)速可達100英里(li)/時(shi)，其行(xing)駛(shi)里程則為369英里，約合594公(gong)里。儲(chu)氫罐中可存放5.6千克氫氣(qi)，也就(jiu)是(shi)每千克氫燃料可支持汽車行駛(shi)106公(gong)里。經計算，一千克氫燃料約(yue)相當于3.7升汽油(you)的能(neng)量含量，那(nei)么，該(gai)車的燃效(xiao)約(yue)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(fa)售。

不同于特斯拉旗(qi)下的(de)(de)(de)電動車(che)(che)，豐田該款汽(qi)車(che)(che)采用的(de)(de)(de)不是(shi)插電式充電，取(qu)而代之的(de)(de)(de)是(shi)加(jia)(jia)氫(qing)的(de)(de)(de)方式。液(ye)氫(qing)加(jia)(jia)入儲罐中，與空氣發生(sheng)反(fan)應產生(sheng)水的(de)(de)(de)同時產生(sheng)電能(neng)，電能(neng)被(bei)輸送給車(che)(che)輛(liang)的(de)(de)(de)電動機，從而驅(qu)動汽(qi)車(che)(che)。

5.本田產品：本田Clarity氫燃料電池車

本田Clarity氫燃(ran)料電池轎車日前(qian)在東京車展上發布，該(gai)車是(shi)現款FCX Clarity車(che)型的升級版。本田公(gong)司表示(shi)，該車(che)將于2016年3月份在(zai)日本上(shang)市，同時也將在(zai)美國上(shang)市。美版(ban)將在(zai)今年的洛杉磯車展上(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(dian)池組由440塊串聯(lian)電(dian)池組(zu)成，電(dian)力輸(shu)出可達93千(qian)瓦，在車載(zai)73千瓦(100馬力(li))同步電(dian)動(dong)(dong)機的共(gong)同驅動(dong)(dong)下，0－100公(gong)里/小時(shi)的(de)加(jia)速只(zhi)要12秒(miao)，而(er)這款前驅車型的最(zui)高時速可達每小時160公里。