燃料电池电动汽车
燃料电池汽车概论.
燃料电池汽车概论一、燃料电池汽车的特点燃料电池汽车是电动汽车的一种，其电池的能量是通过氢气和氧气的化学作用，而不是经过燃烧，直接变成电能的。
燃料电池的化学反应过程不会产生有害产物，因此燃料电池车辆是无污染汽车，燃料电池的能量转换效率比内燃机要高2～3倍，因此从能源的利用和环境保护方面，燃料电池汽车是一种理想的车辆。
燃料电池汽车的氢燃料能通过几种途径得到。
●有些车辆直接携带着纯氢燃料：●另外一些车辆有可能装有燃料重整器，能将烃类燃料转化为富氢气体。
单个的燃料电池必须结合成燃料电池组，以便获得必需的动力，满足车辆使用的要求。
与传统汽车相比，燃料电池汽车具有以下优点：1、零排放或近似零排放。
2、减少了机油泄露带来的污染。
3、降低了温室气体的排放。
4、提高了燃油经济性。
5、提高了发动机燃烧效率。
6、运行平稳、无噪声。
二、燃料电池的工作原理三、燃料电池电动汽车的现状与发展燃料电池以其特有的燃料效率高、比能量大、比功率大、供电时间长、使用寿命长、可靠性高、噪声低及不产生有害排放物NO2等优点正在引起世界各国的注意。
与内燃机汽车相比，氢燃料电池电动汽车有害气体的排放量减少99%，CO2的生成量减少75%，电池能量转换效率约为内燃机效率的2.5倍。
这种电池将有可能成为继内燃机之后的汽车最佳动力源之一。
近年来一些厂家，如戴姆勒-克莱斯勒、丰田、通用、本田、日产、福特等公司都开发了自己的燃料电池电动汽车(FCEV)。
汽车界人士认为FCEV是汽车工业的一大革命，是21世纪真正的纯绿色环保车，是最具实际意义的环保车种。
1.燃料电池电动汽车的发展慨况20世纪60年代和70年代，美国首先将燃料电池用于航天，作为航天飞机的主要电源。
此后，美国等西方各国将燃料电池的研究转向民用发电和作为汽车、潜艇等的动力源。
世界各著名汽车公司相继投入较多的人力和物力，开展燃料电池电动汽车的开发研究。
在北美，各大汽车公司加入了美国政府支持的国际燃料电池联盟，各公司分别承担相应的任务，生产以新的燃料电池作动力的汽车。
燃料电池电动汽车PPT课件
通用Sequel燃料电池车
本田燃料电池车FCX
本田电池堆
三菱燃料电池车“MITSUBISHI FCV”
日产奇骏燃料电池车
欧宝“氢动三号”（Hydrogen3）燃料电池 车
起亚汽车公司在燃料电池电动车
写在最后
经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量 Study Constantly, And You Will Know Everything. The More
燃料电池分类
目前有上车历史的燃料电池主要为以下三 种：
碱性燃料电池（Alkaline Fuel Cell，AFC） 磷酸型燃料电池（Phosphoric Acid Fuel
Cell，PAFC） 质子交换膜燃料电池(Proton Exchange
Membrane Fuel Cell, PEMFC)
You Know, The More Powerful You Will Be
谢谢大家
荣幸这一路，与你同行
It'S An Honor To Walk With You All The Way
演讲人：XXXXXX 时 间：XX年XX月XX日
燃料电池电动汽车
燃料电池电动汽车历史
利用氢和氧在燃料电池中的反应发电的想法在160多年前 就有了，直到现在人们还在千方百计实现 它。1839年英国人威廉，罗伯特，格鲁夫爵士就已发现 氢和氧的逆电解反应，这就是燃料电池的基本原理。物理 学家认为燃料电池的发明可与德国人尼古拉斯.奥古斯特. 奥托发明的四冲程发动机相媲美。 燃料电池拥有其他动力系统没有的独特优点：产生电 能的过程不生产任何污染物，而且氢作为一种能源，尽管 是以水这样的化合物存在，但是取之不尽。这对于节约矿 物资源并减少二氧化碳排放十分重要。 将燃料电池作为辅助动力系统用于电动汽车，这就 是燃料电池电动汽车。由于燃料电池产生的是电能，这就 决定了它与电动汽车能量系统的耦合方式多为串联方式。
简述燃料电池汽车的工作原理
简述燃料电池汽车的工作原理燃料电池汽车是一种使用燃料电池作为动力来源的汽车，其工作原理涉及化学、电学和机械学等多个领域。
下面将对燃料电池汽车的工作原理进行详细阐述。
一、燃料电池系统组成燃料电池系统主要由燃料电池堆、氢气供应系统、氧气供应系统、热管理系统和控制系统等组成。
1.燃料电池堆：由多个单体燃料电池组成，负责将氢气和氧气通过电化学反应转化为电能和热能。
2.氢气供应系统：包括氢气储存罐、氢气调压阀和氢气循环泵等，负责将高压氢气从储存罐输送至燃料电池堆。
3.氧气供应系统：通常由空气滤清器、空气压缩机和氧气循环泵等组成，负责将空气中的氧气输送至燃料电池堆。
4.热管理系统：包括散热器、冷却水泵和冷却风扇等，负责将燃料电池产生的热能散发出去，保持燃料电池堆的正常工作温度。
5.控制系统：由传感器、控制器和执行器等组成，负责监控燃料电池系统的工作状态，并根据需要调整系统的工作参数。
二、电化学反应过程燃料电池汽车的工作原理主要基于电化学反应。
在燃料电池堆中，氢气和氧气通过质子交换膜（PEM）进行电化学反应，生成水和电能。
具体反应过程如下：1.氢气通过燃料电池堆的阳极进入，与催化剂（通常为铂）接触后发生氧化反应，失去电子并生成质子（H+）和电子（e-）。
这个过程释放出一定的热能。
2.质子通过质子交换膜从阳极传递到阴极，而电子则通过外部电路从阳极流向阴极，形成电流，为电动机提供电能。
3.在阴极侧，氧气与从阳极传递过来的质子和电子发生还原反应，生成水并释放出热能。
这个过程也释放出一定的电能。
4.热管理系统将燃料电池产生的热能散发出去，以保持燃料电池堆的正常工作温度。
同时，控制系统根据传感器监测到的数据调整氢气供应、氧气供应和电流输出等参数，确保燃料电池系统高效稳定地工作。
三、电动机驱动系统燃料电池汽车的动力输出主要通过电动机实现。
电动机将燃料电池提供的电能转化为机械能，驱动车轮转动。
电动机的类型包括直流电动机、交流感应电动机和永磁同步电动机等。
简述燃料电池电动汽车动力系统的组成
简述燃料电池电动汽车动力系统的组成燃料电池电动汽车动力系统由燃料电池发电机、变速箱、电动机驱动器、主动安全装置、电控系统和电池组组成。
燃料电池发电机是燃料电池电动汽车动力系统的核心，它可以根据汽车的动力需求，将氢气产生的电能转换成可以驱动汽车的电能。
变速箱是汽车变速系统的一部分，它可以根据汽车的驾驶状态进行调节，以确保有效利用电池发出的动力。
电动机驱动器是将燃料电池发电机实现汽车驱动的重要部件，它可以将电能转换成机械动力，从而使汽车发动机输出更大的动力。
主动安全装置负责确保汽车的行驶安全，它可以检测汽车油门位置，以及汽车转速和实时的行驶速度，以便及时调整汽车的动力输出，避免发生意外情况。
电控系统是汽车动力系统的重要部分，它可以根据驾驶者的操作，控制燃料电池的动力输出，以及汽车发动机的驱动方式，确保汽车行驶安全可靠。
电池组是汽车电源的重要部件，它可以储存最大限度的电能，并由电控系统控制充放电，以提供汽车持续的行驶动力。
燃料电池汽车参数
燃料电池汽车参数燃料电池汽车是一种装载了燃料电池的电动汽车。
它的主要特点是使用氢气作为能源，经过燃料电池反应产生电能驱动电机实现汽车的行驶。
相比于传统的内燃机汽车，燃料电池汽车具有零排放、低噪音、高能效等特点。
本文将介绍燃料电池汽车的参数。
1. 车身尺寸燃料电池汽车的车身尺寸一般与普通汽车相当，目前市场上常见的燃料电池汽车车身尺寸多在4米到5米之间，宽度在1.8米左右。
2. 质量和载重燃料电池汽车的质量主要由电池和氢气储存罐等设备决定，因此相比传统的内燃机汽车，燃料电池汽车往往较为轻盈。
其载重一般在500kg左右。
3. 动力系统燃料电池汽车的动力系统主要由燃料电池、电机以及电子控制系统等组成。
燃料电池是燃料电池汽车的核心部件，它将氢气和氧气上的电化学反应转化为电能来驱动电机。
电机则是直接通过电能来驱动车轮转动的装置。
电子控制系统则起到监测和控制动力系统运行的作用。
4. 电池类型和容量燃料电池汽车的电池选择一般分为两种：质子交换膜燃料电池（PEMFC）和固体氧化物燃料电池（SOFC）。
PEMFC是目前最为常见的一种电池类型。
其电池容量一般在60kW到120kW之间，能够提供足够的能量来驱动汽车行驶数百公里。
5. 续航里程燃料电池汽车的续航里程一般在300km以上，有些车型甚至能够达到500km以上。
相比传统的电动汽车，燃料电池汽车的续航里程更为可靠和稳定，而且加注氢气所需时间较短，用户的使用体验也更佳。
6. 最高车速燃料电池汽车的最高车速一般在150km/h左右，这是由于其动力系统的特性所致。
虽然较普通汽车略为降低，但也能够满足大部分的行驶需求。
7. 加注氢气时间燃料电池汽车的加注氢气时间一般在3到5分钟之间，相比于传统的电动汽车快速充电所需的时间较长。
目前，世界上已经建成了大量的氢气加注站，未来也有望进一步扩大规模，推动燃料电池汽车的应用普及。
总结：燃料电池汽车相比传统的汽油车和电动汽车具备明显的优势，其参数表现也越来越适应人们的生活需求。
对比氢燃料电池汽车与电动汽车的技术分析
对比氢燃料电池汽车与电动汽车的技术分析有关未来汽车的能源，氢燃料电池汽车和电动汽车一直是备受关注的话题。
两者各有优势和劣势，本文将从技术角度对比这两种技术，帮助读者更好地了解它们的特点和应用场景。
氢燃料电池汽车氢燃料电池汽车的核心技术是利用氢气与氧气在燃料电池中进行化学反应产生电能，驱动电动机工作，从而驱动汽车。
这种技术的最大优势是零排放，只产生水蒸气，环保无污染；同时加注氢气也比充电快速方便，能够实现长续航里程。
然而，氢气的储存与运输成本高昂，且目前氢燃料基础设施建设较为滞后，限制了其在市场上的推广。
电动汽车而电动汽车则是通过电池储存电能，驱动电动机进行运行。
电动汽车的优势在于充电设施相对成熟，可以利用家庭电源或公共充电桩进行充电，便利性较高；电池技术不断发展，续航里程和性能也在不断提升。
然而，电动汽车的核心问题仍然是电池成本高昂、续航里程不足以及充电速度较慢等方面存在着挑战。
技术分析从技术角度来看，氢燃料电池汽车在长途行驶和快速加注方面具有优势，适合需要长续航里程和快速加注的场景；而电动汽车更适用于城市通勤和日常驾驶，充电设施更为便利，适合短途出行和城市环境。
另外，随着技术不断发展，两者在续航里程、充电速度和成本方面的差距也在逐渐缩小。
综合对比，氢燃料电池汽车和电动汽车各有优势和不足，未来能源汽车的发展方向应是多样化的，不同技术应用于不同场景。
氢燃料电池汽车适合长途出行和特定应用领域，而电动汽车在城市环境下的表现更为突出。
随着技术的进步和基础设施的完善，相信两种技术都将在未来得到更广泛的应用，共同推动汽车行业向更环保、高效的方向发展。
在未来能源汽车的实现中，氢燃料电池汽车和电动汽车各有所长，各自发挥作用，为环保出行提供更多选择。
氢燃料电池汽车和电动汽车各有优势，未来应多元发展。
燃料电池电动汽车课件
优点
③燃料多样化，优化了能源消耗结构。
燃料电池所使用的氢燃料来源广泛，自然界 中，氢能大量存储在水中，可采用水分解制 氢，也可以从可再生能源获得，可取自天然 气、丙烷、甲醇、汽油、柴油、煤以及再生 能源。燃料来源的多样化有利于能源供应安 全和利用现有的交通基础设施（如加油站 等）。燃料电池不依赖石油燃料，各种可再 生能源可以转化为氢能加以有效利用，减少 了对石油资源的依赖，优化了交通能源的构 成。
燃料电池技术虽已取得快速发展，但要使其装载使用达到规模，仍 有一些难题需要解决，例如氢的制取、储存及携带成本高、基础设 施建设投资大等。当前研究和开发工作的重点是降低成本和开发大 规模制造工艺。随着燃料电池的体积功率和质量功率的逐步提高， 生产成本的不断降低，制造材料和工艺的进一步改进和完善，以燃 料电池作动力的汽车将会得到广泛使用。
04
现实事例
丰田Mirai燃料电池汽车
本田Clarity Fuel Cell
丰田Mirai燃料电池汽车——整车
丰田Mirai燃料电池汽车——子系统
01
02
燃料电 储能 池堆 电池
03
04
05
高压储 氢气罐
驱动电机 和FC升压 变频电机
动力控 制装置
燃料电 池堆
丰田Mirai燃料电池汽车—子系统
储能 电池
为了提高效率，Mirai 后备箱中有一块镍氢储 能电池，用于吸收燃料 电池组输出剩余的电能 和车辆行驶过程中回收 的电能，供汽车急加速 或车载电池使用。
丰田Mirai燃料电池汽车—子系统
驱动 电机
动力控 制装置
FC升 压变频
器
TFCS系统中，燃料电池发出的电能 还需要经过升压变频器的升压才能 供给电动机使用，最大输出电压为 650V。
燃料电池电动汽车
燃料电池+蓄电池十超级电容形式动力系统结构图
超级电容 燃料电池系统
蓄电池
驱动电动机
传动系
4．燃料电池与辅助蓄电池和超级电容 联合驱动的FCEV
这种结构的优点相比燃料电池+蓄电池的结 构形式的优点更加明显，尤其是在部件效率， 动态特性，制动能量回馈等方面。而其缺点也 一样更加明显： （1）增加了超级电容，系统质量将可能增加； （2）系统更加复杂化，系统控制和整体布置的
新能源汽车技术 第 3 页
1．纯燃料电池驱动的FCEV
纯燃料电池电动汽车只有燃料电池一个动力源， 汽车的所有功率负荷都由燃料电池承担。
燃料电池系统
驱动电动机
传动系
新能源汽车技术 第 4 页
1．纯燃料电池驱动的FCEV
优点：
（1）结构简单，便于实现系统控制和整体布置； （2）系统部件少，有利于整车的轻量化； （3）较少的部件使得整体的能量传递效率高。 缺点： （1）燃料电池功率大、成本高； （2）对燃料电池系统的动态性能和可靠性提出了
很高的要求； （3）不能进行制动能量回收。
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2．燃料电池与辅助蓄电池联合驱动FCEV
该结构为一典型的串联式混合动力结构。 在该动力系统结构中，燃料电池和蓄电池一 起为驱动电机提供能量，驱动电机将电能转 化成机械能传给传动系，从而驱动汽车前进； 在汽车制动时，驱动电机变成发电机，蓄电 池将储存回馈的能量。
5．整车布置
燃料电池汽车在整车布置上存在以下关键问 题：
➢ 燃料电池发动机及电机的相关布置 ➢ 动力电池组的车身布置、氢气瓶的安全布置 ➢ 高压电安全系统的车身布置问题。
这些核心部件的布置，不仅要考虑布置 方案的优化及零部件性能实现的便利，还要 求相关方案必须考虑传统汽车不具备的安全 性问题。
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什么是燃料电池电动汽车
燃料电池电动汽车是利用氢气和空气中的氧在催化剂的作用下在燃料电池中经电化学反应产生的电能，并作为主要动力源驱动的汽车。
燃料电池电动汽车实质上是电动汽车的一种，在车身、动力传动系统、控制系统等方面，燃料电池电动汽车与普通电动汽车基本相同，主要区别在于动力电池的工作原理不同。
一般来说，燃料电池是通过电化学反应将化学能转化为电能，电化学反应所需的还原剂一般采用氢气，氧化剂则采用氧气，因此最早开发的燃料电池电动汽车多是直接采用氢燃料，氢气的储存可采用液化氢、压缩氢气或金属氢化物储氢等形式。
纯燃料电池车只有燃料电池一个动力源，汽车的所有功率附和都有燃料电池承担。
目前燃料电池汽车多采用混合驱动形式，在燃料电池的基础上，增加了一组电池或超级电容作为另一个动力源。
主要结构有：能量控制单元，空气压缩机，燃料电池堆，高压储氢瓶，动力电池组，电动机。
高压储氢瓶提供燃料，动力电池组提供而外的功率，让车加速、爬坡和高速运行。
在车辆滑行时，能量控制单元将驱动电机变为发电机，从而将部分汽车动能变为电能给动力电池充电。
也就是说采用混合动力形式后，不仅可以采用功率较小的电池系统，还可以实现制动能回收。
还可以是燃料电池系统的运行工况相对比较稳定，有利提高燃料电池系统效率和寿命。
特点
1)能量转化效率高。
燃料电池的能量转换效率可高达60～80%，为内燃机的2～3倍;
2)零排放，不污染环境。
燃料电池的燃料是氢和氧，生成物是清洁的水;
3)氢燃料来源广泛，可以从可再生能源获得，不依赖石油燃料。
我国在燃料电池电动车领域的研究水平与发达国家相差无几，由清华大学和北京富源新技术开发总公司联合研制的我国第一辆质子交换膜燃料电池电动旅游观光车，展示了国内研制电动车的最新技术。
有关专家指出，我国完全有能力在这一领域赶超世界先进水平。
目前，所有领先的汽车制造厂都在积极开发燃料电池发动机技术，并且许多国家在燃料电池的研究方面取得了可喜的成绩。
如今，燃料电池的功率密度已超过1.1kW/L。
同时，燃料电池还可用于固定式、便携式和船用动力等非运输车应用环境。
这些开发项目所生成的协同作用将加快燃料电池在所有应用领域中的开发进程，并将大幅度降低燃料电池的生产成本。
燃料电池技术虽已取得快速发展，但要使其装载使用达到规模，仍有一些难题需要解决，例如氢的制取、储存及携带成本高、基础设施建设投资大等。
当前研究和开发工作的重点是降低成本和开发大规模制造工艺。
随着燃料电池的体积功率和质量功率的逐步提高，生产成本的不断降低，制造材料和工艺的进一步改进和完善，以燃料电池作动力的汽车将会得到广泛使用。