《燃料电池汽车现状与发展趋势》毕业论文解读

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毕业论文浅谈中国新能源汽车发展现状与前景

毕业论文浅谈中国新能源汽车发展现状与前景

浅谈中国新能源汽车发展现状与前景沈航摘要;汽车是工业文明的代表作之一,也是一个国家的支柱产业。

一百多年以来,汽车的进化时刻提高着人民的生活水平。

但是随之带来的环境问题、资源问题已经为人类社会带来了危机。

对于不可再生能源的过度消费导致的能源危机,传统燃油汽车尾气的过度排放,使得人们不得不研发新能源汽车。

新能源汽车并非个新概念,国外汽车公司早在上世纪中期就已经研发了新能源汽车,作为汽车大国的中国面临的环境问题更是日益严重,发展新能源汽车已经变得势在必行,本文将就中国新能源汽车的发展现状及前景做出分析。

关键词:新能源汽车,发展现状、发展前景1、绪论1.1 引言在石油能源严重紧缺、节能呼声日益高涨的背景下,新能源汽车研究项目被列入国家“十五”期间的“863重大科技课题”,并规划了以汽油车为起点,向新能源动力车目标挺进的战略。

近年来,中国主要城市的持续雾霾使得人们对于环境问题的关注日益增加,在此背景下,国内外的车企们纷纷推出以混合动力、纯电动为主的新能源汽车,政府也出台了新能源汽车补贴、新车挂牌的相关政策,为新能源汽车的发展开通绿色通道。

那么,新能源汽车能否取代传统燃油汽车,成为人们的主要代步工具呢?新能源汽车产业链能否支持其在中国的长远发展吗?下面,本文将详细分析新能源汽车在中国的发展现状及发展前景。

新能源汽车作为我国十二五规划中的七大新兴产业之一,已经成为国家振兴经济和转变产业结构的重要突破口,前景无限,同时也是势在必行。

新能源汽车行业属于高新技术产业,关键技术短期内可以获得突破的领域是我们关注的重点。

1.2新能源汽车的定义新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源(或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置),综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术,形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。

新能源汽车包括有:混合动力汽车(HEV)、纯电动汽车(BEV)、燃料电池汽车(FCEV)、氢发动机汽车以及燃气汽车、醇醚汽车等等。

燃料电池汽车发展现状与趋势

燃料电池汽车发展现状与趋势

燃料电池汽车发展现状与趋势燃料电池汽车作为一种新型的清洁能源汽车,具有零排放、高效能、快速充电等优势,受到了越来越多的关注和重视。

在过去几年里,燃料电池汽车的发展取得了一定的进展,但仍面临着一些挑战。

本文将从技术发展、市场前景和政策支持等方面,分析燃料电池汽车的现状和未来趋势。

一、技术发展燃料电池是一种将氢气和氧气通过化学反应转化为电能的装置。

燃料电池汽车采用燃料电池作为动力源,在行驶过程中只产生水蒸气,零排放。

目前,燃料电池汽车的技术已经比较成熟,能够满足日常出行的需求。

然而,燃料电池汽车的制造成本较高,且氢气的储存和供应也存在一定的问题。

因此,如何降低成本、提高氢气的储存和供应能力,是燃料电池汽车技术发展的重要方向。

二、市场前景燃料电池汽车具有零排放的特点,是解决汽车尾气排放问题的重要途径之一。

随着环保意识的提高和政府对新能源汽车的政策支持,燃料电池汽车的市场前景越来越广阔。

据统计,截至2020年底,全球燃料电池汽车保有量已经超过10万辆。

预计未来几年,燃料电池汽车的销量将会呈现快速增长的趋势。

同时,燃料电池汽车还可以与其他清洁能源技术相结合,如太阳能、风能等,形成多能源综合利用的模式,进一步提高能源利用效率。

三、政策支持政府对燃料电池汽车的政策支持是推动其发展的重要因素之一。

各国纷纷制定了相关政策,鼓励燃料电池汽车的研发和应用。

例如,中国政府出台了一系列支持政策,包括财政补贴、免征购置税等,以鼓励消费者购买燃料电池汽车。

此外,政府还加大了对充电基础设施的建设投入,为燃料电池汽车的发展提供了良好的环境。

四、挑战与机遇燃料电池汽车在发展过程中面临着一些挑战。

首先是成本问题,目前燃料电池汽车的制造成本较高,导致售价较高,限制了其市场规模的扩大。

其次是氢气储存和供应问题,由于氢气的储存和供应设施相对较少,限制了燃料电池汽车的推广和应用。

此外,燃料电池汽车的续航里程和加氢时间等方面还需要进一步提升。

我国燃料电池汽车的发展状况及前景

我国燃料电池汽车的发展状况及前景

我国燃料电池汽车的发展状况及前景简介燃料电池汽车是一种以氢气和氧气为燃料,通过化学反应产生电能驱动电动机的车辆。

由于其零排放、高效能以及短时间内可实现加油/充电等特点,燃料电池汽车备受关注并被视为未来汽车产业的发展方向之一。

现状与发展技术进步随着技术的不断进步,我国的燃料电池汽车产业取得了长足的发展。

目前,我国已经形成了包括整车制造、燃料电池堆制造、电控系统制造等完整的产业链。

许多国内车企和科研机构也加大了燃料电池汽车研发和生产的投入。

政策支持为了推动燃料电池汽车的发展,我国政府出台了一系列的政策措施,包括财政补贴、免征车辆购置税等,以促进市场需求和加速产业发展。

政策的出台为燃料电池汽车提供了良好的发展环境。

市场前景在环保意识的提高和能源结构调整的背景下,燃料电池汽车市场有着广阔的前景。

预计未来几年内,燃料电池汽车将逐渐普及并融入日常交通中。

同时,随着技术的进一步成熟和成本的降低,燃料电池汽车的市场份额也将不断增加。

挑战与展望基础设施建设燃料电池汽车的发展面临着基础设施建设不完善的挑战。

目前,氢气的生产、储存和加注设施还相对薄弱,需要进一步增加相关设施的投资和建设。

成本与技术相比传统燃油汽车和电动汽车,燃料电池汽车的成本和技术难度较高。

如何降低燃料电池的制造成本、提高电池堆的寿命以及增加车辆续航里程等都是亟待解决的问题。

国际竞争全球范围内,燃料电池汽车领域竞争激烈。

为了在国际市场上占据一席之地,我国燃料电池汽车产业需要进一步加强技术研发,提高产品质量和竞争力。

结论总体来说,我国燃料电池汽车产业在技术、政策和市场等方面都取得了积极进展。

虽然面临一些挑战,但燃料电池汽车作为一种清洁能源驱动的交通工具,具备广阔的发展前景。

通过持续的技术创新、政策支持和市场培育,我国燃料电池汽车产业有望取得更大的成就。

新能源汽车的发展与现状毕业论文

新能源汽车的发展与现状毕业论文

新能源汽车的发展与现状毕业论文
新能源汽车是一种以新型能源替代传统的燃油能源,旨在减少对环境的污染,
实现可持续发展。

近年来,新能源汽车在全球范围内得到了广泛关注和推广,成为汽车行业的发展趋势之一。

本文将就新能源汽车的发展历程、现状和未来趋势进行探讨。

首先,新能源汽车的发展历程可以追溯到上世纪。

随着环保意识的不断提高,
以及能源危机的出现,人们开始寻找替代传统汽车的新能源。

在政府政策的支持下,新能源汽车技术不断创新,逐渐走向成熟。

电动汽车、混合动力汽车等新技术不断涌现,为新能源汽车的发展提供了强大的动力。

其次,新能源汽车目前的发展现状表现为多方面。

在技术上,新能源汽车的续
航里程不断延长,充电时间逐渐缩短,性能逐渐接近传统汽车,大大提高了用户的体验。

在市场上,越来越多的汽车制造商投入新能源汽车的生产,市场竞争日益激烈。

同时,政府对新能源汽车给予了政策支持,包括税收减免、购车补贴等措施。

这些都有利于新能源汽车的推广和普及。

最后,新能源汽车的未来发展趋势值得期待。

随着科技的不断进步和创新,新
能源汽车将会迎来更多的发展机遇。

预计未来新能源汽车的续航里程将进一步延长,充电设施将更加完善,成本将进一步降低。

这将极大地推动新能源汽车的普及和推广,也将为环境保护和可持续发展贡献更多力量。

综上所述,新能源汽车在当前社会中扮演着重要的角色,其发展前景广阔。


们期待着新能源汽车在未来能够更好地满足人们对出行的需求,为环境保护和可持续发展贡献更大的力量。

我国氢燃料电池汽车研发现状及发展趋势的预测学士学位论文

我国氢燃料电池汽车研发现状及发展趋势的预测学士学位论文

各专业全套优秀毕业设计图纸本科毕业论文题目名称:我国氢燃料电池汽车研发现状及发展趋势预测学院:专业年级:学生姓名:班级学号:指导教师:二年月九日摘要石油资源的短缺和出于环境保护的需要,应大力开发石油以外的汽车代用清洁能源。

氢燃料电池汽车是集高效、清洁于一身的代用石油燃料汽车,为保护自然环境和减少石油资源的消耗,从政府到产业界以及学术界都积极地对氢燃料电池汽车进行研究、开发,以加快氢燃料电池汽车的实用化。

作为一种清洁、高效的发电技术,氢燃料电池有望成为下一代的车辆动力装置。

氢燃料电池电动汽车作为机械、电子、能源、计算机、汽车及信息技术等多种高新技术的集成,是典型的高新技术产品,随着机电技术、计算机控制技术、电化学技术及材料技术的迅速发展,氢燃料电池汽车在研制、开发、产业化及商业化方面将会取得突破性进展。

在不久的将来,氢燃料电池汽车将成为主流技术,成为21世纪的绿色交通工具。

关键词:氢燃料电池汽车;现状分析;前景预测AbstractBecause of the shortage of oil resources and the need for environmental protection, should devote major efforts to exploit the vehicle’s substitute clean energy besides of oil. Hydrogen fuel-cell vehicle with is highly efficient and clean has been one kind of the alternative-fuel vehicles, to protect the natural environment and to reduce the consumption of the oil resource, many fields from government to industry as well as academic field are active in the research and development on the Hydrogen fuel-cell vehicle which can speed up the utilization of the Hydrogen fuel-cell vehicle. As a clean and highly efficient power generation technology, the Hydrogen fuel-cell vehicle is expected to be the vehicle’s power equipment in the next generation. The Hydrogen fuel-cell and electric vehicle which integrates many kind of high-tech including machinery, electronics, energy, computers, automobiles and Information Technology is a typical high-tech product, with the rapid development of mechanical and electrical technology, computer-controlled technology, electrical chemistry technology and material technology , the Hydrogen fuel-cell vehicle will make breakthrough progress in many respects, such as manufacture, development, industrialization and commercialization, etc. In the near future, the Hydrogen fuel-cell vehicle will become the main trend technology and the green traffic tool in the 21st century.Keywords: hydrogen fuel-cell vehicles; status analysis; forecast目录摘要 (I)Abstract (II)1绪论 (1)1.1课题来源 (1)1.2课题研究的意义 (1)1.3国内外研究概况 (1)1.4本文研究内容 (1)2我国氢燃料电池汽车的研究现状及需要解决的主要问题 (3)2.1氢燃料电池 (3)2.2我国氢燃料电池汽车的研究现状 (5)2.3商业化应用需要解决的主要问题 (9)2.3.1氢源问题 (9)2.3.2氢燃料电池的成本问题 (10)3我国氢燃料电池汽车的发展前景预测 (12)结论 (14)参考文献 (15)致谢 (16)1 绪论1.1 课题来源由指导老师结合我国氢燃料电池汽车研发现状及应用情况进行专题论述类课题。

燃料电池汽车发展现状与趋势

燃料电池汽车发展现状与趋势

燃料电池汽车发展现状与趋势燃料电池汽车是一种利用燃料电池作为能源,通过将氢气与氧气反应产生电能驱动车辆的新型交通工具。

相较于传统的内燃机汽车,燃料电池汽车具有零排放、高效能、无噪音等特点,被认为是未来汽车发展的重要方向。

本文将从燃料电池汽车的发展现状和趋势两个方面进行探讨。

一、燃料电池汽车的发展现状燃料电池汽车的发展已经取得了一定的进展。

各国政府纷纷推出政策支持,加速燃料电池汽车的推广和应用。

特别是在日本、美国、中国等国家,燃料电池汽车得到了广泛关注和重视。

在技术方面,燃料电池汽车的动力系统逐渐成熟。

目前主要采用的燃料电池类型是质子交换膜燃料电池(PEMFC)。

与传统的燃料电池相比,PEMFC具有体积小、启动快、效率高等优点,适合用于汽车动力系统。

同时,燃料电池汽车还配备了氢气储存和供应系统,可以满足车辆长时间行驶的需求。

燃料电池汽车的商业化进程也在加速推进。

世界各大汽车制造商纷纷投入燃料电池汽车的研发和生产。

丰田、本田、日产等日本汽车厂商已经推出了多款燃料电池汽车,并在国内外市场上取得了一定的销售成绩。

同时,国内的比亚迪、北汽等汽车厂商也加大了对燃料电池汽车的投入。

二、燃料电池汽车的发展趋势1. 技术进一步提升:燃料电池汽车的技术还存在一些挑战,如储氢技术、氢气供应等问题。

随着技术的不断进步,这些问题将逐渐得到解决。

未来,燃料电池的效率将进一步提高,车辆的续航里程将进一步增加。

2. 氢气基础设施建设加速:燃料电池汽车的发展离不开氢气基础设施的建设。

目前,全球各地正在加大对氢气基础设施的投资和建设。

兴建氢气生产厂、储氢站、加氢站等将成为未来的趋势,以满足燃料电池汽车的需求。

3. 产业链完善:燃料电池汽车的发展需要一个完善的产业链来支撑。

从氢气生产、储存、供应到燃料电池汽车的制造、销售和维护,都需要各个环节的配合和完善。

未来,随着燃料电池汽车市场的扩大,相关企业将加大对产业链的投入和布局。

4. 政策支持力度加大:燃料电池汽车作为清洁能源汽车的重要代表,得到了各国政府的高度重视。

中国新能源汽车发展现状和未来发展趋势论文

中国新能源汽车发展现状和未来发展趋势论文

中国新能源汽车发展现状和未来发展趋势论文一、引言新能源汽车在全球范围内得到了广泛关注,尤其是在中国市场上,新能源汽车的发展迅猛。

本文旨在探讨中国新能源汽车的发展现状和未来发展趋势,为读者提供一个全面了解新能源汽车在中国的发展情况的视角。

二、中国新能源汽车发展现状新能源汽车的定义和分类新能源汽车的发展历程和政策背景中国新能源汽车市场的规模和发展情况中国新能源汽车主要厂商的市场份额和竞争格局三、中国新能源汽车未来发展趋势政策环境的影响技术创新和产业升级新能源汽车的市场前景和消费趋势中国新能源汽车产业国际化进程四、中国新能源汽车面临的挑战和对策电池技术的不足和充电基础设施的建设问题消费者购买意愿和购买成本新能源汽车市场的饱和和竞争加剧汽车产业链上下游合作的挑战五、结论新能源汽车是中国汽车产业的未来发展方向之一,政府和企业应该积极推进新能源汽车产业的发展,以应对环保、能源和经济等多重挑战。

虽然新能源汽车面临着一些挑战,但随着技术和市场的不断发展,中国新能源汽车产业有望实现更加高速、可持续的发展。

一、引言引言部分作为文章的开头,主要介绍新能源汽车在全球和中国市场上的发展情况,并说明本文的研究目的和意义。

首先,全球范围内对于新能源汽车的关注度越来越高,这主要得益于环保和可持续发展意识的普及和提高。

新能源汽车的使用可以降低对化石燃料的依赖,减少尾气排放,从而有助于保护环境和提高空气质量。

尤其是在中国市场上,新能源汽车的发展迅猛。

中国政府一直以来都非常重视新能源汽车的发展,出台了一系列支持政策和措施,从而吸引了大量的投资和关注。

中国新能源汽车的发展成为了世界范围内的一个重要发展趋势。

其次,本文旨在探讨中国新能源汽车的发展现状和未来发展趋势,为读者提供一个全面了解新能源汽车在中国的发展情况的视角。

通过本文的研究,读者可以了解到中国新能源汽车的市场规模、主要厂商的市场份额和竞争格局等方面的信息,同时还可以了解到未来新能源汽车的发展趋势和面临的挑战。

燃料电池汽车的发展与市场前景

燃料电池汽车的发展与市场前景

燃料电池汽车的发展与市场前景近年来,随着环保意识的提升以及对传统燃油汽车的限制,燃料电池汽车逐渐成为了人们关注的焦点。

作为一种利用氢气和氧气产生电能的清洁能源汽车,燃料电池汽车在环境保护、能源利用和经济发展等方面,具备了巨大的潜力。

本文将从燃料电池汽车的技术发展、市场前景以及挑战等多个方面进行探讨。

首先,燃料电池汽车的技术发展已经取得了长足的进步。

以氢燃料电池为例,随着电解质膜、氢气储存等关键技术的不断改进,燃料电池汽车的整体性能提升明显。

如今的燃料电池汽车已经具备了与传统燃油汽车相当的续航里程,同时充电时间也大大缩短。

同时,燃料电池汽车具备较高的能量转化效率,相比传统汽车来说更加环保节能。

此外,氢气作为燃料具有可再生性,可以通过水电解、生物质转化等方式获得,为燃料电池汽车的可持续发展提供了坚实的基础。

其次,燃料电池汽车的市场前景也备受高度关注。

目前,许多国家和地区已经开始投入大量资源用于燃料电池汽车的研发和推广,燃料电池汽车的市场规模逐渐扩大。

例如,中国政府提出了“中国制造2025”和“十三五规划”等一系列政策支持,力争到2025年燃料电池汽车销量超过100万辆。

此外,日本、韩国、美国等国家也相继推出了相关政策和补贴措施,以促进燃料电池汽车的发展。

随着政策的支持和技术的成熟,燃料电池汽车的市场前景将更加广阔。

然而,燃料电池汽车的发展仍面临一些挑战。

首先,燃料电池汽车的制造成本较高,导致售价较高,限制了消费者的购买意愿。

其次,与充电桩密布的充电站相比,氢气充电站的建设相对滞后,充电设施不完善也制约了燃料电池汽车的推广。

此外,氢气的储存和运输也面临着一定的挑战,需要解决安全性和成本等问题。

因此,燃料电池汽车的普及与推广还需要克服这些困难。

综上所述,燃料电池汽车在技术发展和市场前景方面都具备了较大的潜力。

随着技术的进步和政策的支持,燃料电池汽车的市场份额将逐渐扩大。

然而,面对制造成本、充电设施和氢气储存等挑战,燃料电池汽车的发展还需要进一步努力。

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宜宾职业技术学院毕业论文题目:燃料电池汽车现状与发展趋势系部现代制造工程系专业名称新能源汽车技术专业班级新能源汽车 11201 班姓名* *学号*********指导教师王诗平2014 年09 月25 日浅析燃料电池汽车现状与发展趋势摘要随着汽车的发展,传统汽车工业的可持续发展面临着环境污染和能源短缺的双重压力。

改变汽车动力系统已成为必然之势,而燃料电池汽车的发展则成为重中之重。

本文从燃料电池汽车的研究背景入题,综合介绍了燃料电池系统和燃料电池汽车系统的组成与工作原理、国内外的技术现状、全面发展的优势和发展中所面临的问题以及对发展趋势的分析。

关键词:燃料电池;燃料电池汽车;汽车结构;节能环保目录1前言............................................................................................ 错误!未定义书签。

2燃料电池汽车的结构原理. (3)2.1 燃料电池系统的组成和工作原理 (4)2.2 燃料电池汽车的系统组成和工作原理 (6)2.2.1 燃料电池单独驱动汽车动力系统 (7)2.2.2燃料电池混合动力汽车动力系统 (8)2.3 典型的燃料电池汽车结构 (10)3燃料电池汽车的现状分析 (15)3.1 国外燃料电池汽车的现状 (15)3.1.1 美洲燃料电池汽车的现状 (16)3.1.2 欧洲燃料电池汽车的现状 (16)3.1.3 亚洲燃料电池汽车的现状 (17)3.2 我国燃料电池汽车的现状 (17)3.3 国内外技术现状的对比分析 (19)3.3.1 燃料电池汽车整车集成技术 (19)3.3.2 燃料电池汽车发动机技术 (20)3.3.3 高压储氢系统技术 (22)3.4 燃料电池汽车与纯电动汽车的对比分析 (22)4 燃料电池汽车发展趋势的分析 (23)4.1 燃料电池汽车的发展优势 (23)4.2 燃料电池汽车发展所面临的问题 (23)4.3 燃料电池汽车的发展趋势 (24)5 总结 (27)致谢 (27)参考文献 (29)1 前言汽车工业在促进世界经济飞速发展和给人们提供便利的同时,又展现出了其双刃剑的另一面,它将能源与环境问题推到了日益尴尬的处境。

“能源、环境和安全成为21世纪世界汽车工业发展的3大主题”。

其中,能源与环境问题作为全球面临的重大挑战和制约汽车工业可持续发展的症结所在,更成为重中之重。

料电池电动汽车可以实现零污染排放和较高的能量转化效率,且噪音低,能源来源多样化,成为解决环境污染和能源问题的最佳方案之一。

传统汽车工业的可持续发展面临着解决环境污染和能源短缺的双重压力。

环境问题主要表现在空气污染。

在南方许多城市,汽车尾气已经成为大气污染的首要污染源。

研究表明,广州市空气污染的主要污染来源是:机动车尾气占22%、工业污染源占20.4%、建筑工地扬尘污染占19.2%,汽车尾气被市民评为“最不可忍受的污染物”。

位列我国第一批环保模范城的深圳市,大气污染中机动车尾气污染已占70%,每年排放的各种有害物质达20多万吨,并且还在以每年超过20%的速度上升。

在北方城市中,近年来随着大量工厂的迁出和采暖结构的改善,工业污染、燃煤污染对城市污染的贡献率正大幅下降,而汽车污染的“座次”则均有不同程度的上升,已成为主要的污染源。

老工业基地沈阳在黑烟囱日益消失的同时,汽车污染急剧上升,尾气所产生的污染物所占比例逐年增加。

国家环保总局的一项报告说,在中国的大雾天气中,汽油造成的污染占79%。

全世界空气污染最严重的20个城市中,就有16个在中国。

严重的环境污染不仅导致高昂的经济成本和环境成本,而且对公众健康构成构成危害,是我国全面建设小康社会对环境的要求面临巨大挑战。

由于大气状况严重恶化引起一系列异常的自然现象,如光化学反应、酸雨以及厄尔尼诺、城市热岛效应等,严重破坏和影响到人类耐以生存的地面生态系统。

此外我国已经成为世界上CO2的排放大国,由此产生的国际政治和经济争端将会愈演愈烈。

能源问题的表现形式为现有能源供应体系对石化燃料的过度依赖。

目前,全世界依赖最深的主要能源集中于第一位的石油以及占第二位。

第三位的煤炭和天然气,而汽车消耗的能源几乎完全依赖于石油的制成品。

据IEA发布的《世界能源展望2008》预测,从2006年至2030年世界一次能源需求从117.3亿吨油当量增长到了170.1多亿吨油当量,增长了45%,平均每年增长1.6%。

全球能源需求的增长率比《世界能源展望2007》预测的要低一些,主要是由于全球能源价格上涨和经济增长放缓(特别是OECD国家)。

到2030年化石燃料占世界一次能源构成的80%,比目前略低一些。

虽然从绝对值上来看,煤炭需求的增长超过任何其它燃料,但石油仍是最主要的燃料。

据估计,2006年城市的能源消耗达79 亿吨油当量,占全球能源总消耗量的三分之二,这一比例将会在2030年上升至四分之三。

据预测,2025年的世界石油供应将比2001年增加4400万桶/天。

产量的增加不仅来自OPEC国家,也来自非OPEC产油国。

然而,总增加量中可能只有40%来自非OPEC国家。

在过去20年中,非OPEC产油国的石油产量增加导致OPEC的市场占有率远远低于其历史最高市场份额1973年的52%。

新的勘探和开采技术、工业成本降低、政府对厂商的财税优惠政策都有利于OPEC 产油国石油生产量的继续增加。

未来20年中石油需求增加量中的60%将由OPEC成员国产量的增加来完成,而不是依靠非OPEC产油国。

预计在2025年OPEC石油产量比其在2001年的产量高出2500万桶/天。

一些分析家提出OPEC可能通过保留生产能力扩张的策略来追求价格继续攀升。

能源安全与环境保护已成为制约汽车工业可持续发展的重要因素,推动汽车能源动力系统转型、实施节能减排战略成为国际汽车工业面临的共同选择。

面对环境、能源的挑战,发展燃料电池电动汽车成为必然。

燃料电池电动汽车以电动机为动力,用燃料电池作为能源转换装置,利用氢气作为燃料。

与传统内燃机汽车相比,FCEV不通过热机过程,不受卡诺循环的限制,具有能量转化效率高、环境友好等内燃机汽车不可比拟的优点,同时仍然可以保持传统内燃机汽车高速度、长距离行驶和安全、舒适等性能,被认为是21世纪首选的洁净、高效运输工具。

国内外专家普遍认为燃料电池技术将成为21世纪汽车工业核心。

国家863计划中,明确将燃料电池汽车发展放在了我国的电动汽车发展的首位。

2 燃料电池汽车的结构原理燃料电池汽车是一种节能、无污染、环保型汽车,是未来汽车发展的趋势。

其关键技术燃料电池所具备的的优势,是内燃机所无法媲美的。

随着近年来燃料电池的日趋成熟,燃料电池汽车的发展备受关注,世界各国政府和各大汽车厂商都纷纷投入巨资进行研究和开发。

联合国发展计划署(UNDP)和全球环境基金(GEF)资助巴西的圣保罗、墨西哥的墨西哥城、中国北京和上海等大城市开张了燃料电池公交客车的运行示范工作,其目的在于促进燃料电池的商业化进程。

美国能源部制定了“氢计划”,投入30亿美元用于开发氢燃料技术,并将燃料电池汽车产业化。

政府还会对使用燃料电池汽车的用户给予一定的补贴,并减少用户纳税额。

日本的发展目标是,要把汽车用燃料电池的价格降低到普通汽油机的水平,并且开始从政府部门开始普及燃料电池汽车。

同时,政府为了5年在该计划上的预算为8800万美元,预计到2020年,政府共投资40亿美元。

欧盟也制定了氢能发展策略,拨专款用于氢能和燃料电池的开发,欧洲数十个城市已经开始燃料电池公共汽车商业化载客示范运行。

各大汽车厂商也都在从事燃料电池汽车的研发工作,并先后推出了各自的新型燃料电池汽车。

我国也在积极开展对燃料电池汽车额研究和开发。

“十五”期间,燃料电池及其关键技术的研究和样车开发,被列入国家“863”电动车重大专项中,予以重点资助。

中科院大连化学物理研究所、同济大学、上汽集团、二汽集团等都在积极地研究和开发燃料电池汽车,并已经取得一定的成果。

燃料电池汽车内部结构如图2-1所示。

图2-1 燃料电池汽车内部结构示意图2.1 燃料电池系统的组成和工作原理燃料电池是一种把燃料氧化的化学能直接转化为电能的“发电装置”,是化学反应的发生器。

燃料电池的反应机理是将燃料电池中的化学能不经燃烧而直接转化为电能。

氢氧燃料电池实际上就是一个电解水的逆过程,通过氢氧的化学反应生成水并释放电能。

氢气和氧气分别是燃料电池在电化学反应过程中的燃料和氧化剂。

图2-2所示为燃料电池电化学反应原理示意图。

其反应过程如下:图2-2 燃料电池原理示意图(1)氢气通过管道或导气板到达阳极。

(2)在阳极催化剂的作用下,一个氢分子分解为两个氢原子,并且释放出两个电子,阳极反应为H2→2H++2e-(3)在电池的另一端,氧气(或者空气)通过管道或导气板到达阴极,同时,氢离子穿过电解质到达阴极,电子通过外电路也到达阴极。

(4)在阴极催化剂的作用下,氧和氢离子与电子发生反应生成水,阴极反应为O2+2H++2e-→H2O总的化学反应为H2+O2→H2O与此同时,电子在外电路的连接下形成电流,通过适当连接可以向负载输出电能。

燃料电池的工作原理和普通电化学原电池和充电电池类似,都是通过电化学反应将化学能转换为电能,但两者之间还是有本质差别的。

普通的原电池或充电电池是一个封闭系统。

封装后它与外界只存在能量交换而没有物质交换。

当内部的化学物质耗尽或反应条件发生变化时,系统就无法继续输出能量。

只要保证物质供应的连续性,就可以保证能量输出的连续性。

从这个意义上来讲,燃料电池本身是一个开放的发电装置,这正是燃料电池与普通的最大的区别。

质子交换膜燃料电池原理如图2-3所示。

图2-3质子交换膜燃料电池原理图燃料电池的种类较多。

按燃料的类型可分为直接型、间接型和再生型三类,其中直接型和再生型燃料电池类似于一般的一次电池和二次电池,直接型燃料电池根据工作温度可分为低温型(<100℃)、中温型(100~300℃)和高温型(500~1000℃)三种。

按采用的电解质类型来分,燃料电池大致可分6种:碱性燃料电池(AFC)、磷酸燃料电池(PAFC)、固体氧化物燃料电池(SOFC)、熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)、质子交换膜燃料电池(PEMFC)、直接甲醇燃料电池(DMFC)。

表2-1是各种燃料电池的主要电化学反应。

表2-1 燃料电池的种类及其基本电化学方程式2.2 燃料电池电动汽车的系统组成和工作原理燃料电池电动汽车(FCEV)简称为燃料电池汽车,其定义是以燃料电池系统作为动力源或主动力源的车辆。

燃料电池用于车辆驱动,为能源问题和环境污染问题提供了一个有的解决方案。

随着燃料电池技术的不断发展,如何将燃料电池应用于车辆系统,解决它与车辆众多复杂子系统之间的匹配等问题随之出现。

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