第6章 燃料电池电动汽车PPT课件
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《燃料电池电动汽车》课件
采用直流或交流电动机，根据车 辆需求选择合适的功率和转速范 围。
变速器
02
03
控制系统
根据车辆行驶需求，配备适当的 变速器以调节电动机的转速和转 矩。
对电动机进行精确控制，实现车 辆的加速、减速和制动等操作， 确保驾驶安全。
03
燃料电池电动汽车的关 键技术
燃料电池技术
燃料电池技术是燃料电池电动 汽车的核心技术，它能够将氢 气和氧气通过化学反应转换成
燃料电池电动汽车
目录
• 燃料电池电动汽车简介 • 燃料电池电动汽车的工作原理 • 燃料电池电动汽车的关键技术 • 燃料电池电动汽车的应用与市场前景 • 结论
01
燃料电池电动汽车简介
燃料电池电动汽车的定义与特点
定义
燃料电池电动汽车是一种使用燃料电 池作为动力源的电动汽车，通过燃料 电池发电来驱动车辆行驶。
电机与电控技术的进步可以提高燃料电池电动汽车的效率和性
03
能，降低噪音和振动，提高乘坐舒适性。
04
燃料电池电动汽车的应 用与市场前景
燃料电池电动汽车的应用领域
城市客车
燃料电池电动汽车适合在 城市公交系统中使用，提 供零排放的公共交通方式 。
出租车
燃料电池电动汽车也可用 于城市出租车服务，减少 对环境的污染。
特点
燃料电池电动汽车具有高效、环保、 长续航里程等优点，同时相比传统燃 油车减少了尾气排放和噪音污染。
燃料电池电动汽车的发展历程
早期探索阶段
20世纪60年代开始，人们开始探 索燃料电池技术应用于汽车领域 ，但由于技术限制和成本问题，
进展缓慢。
研发阶段
20世纪90年代开始，各大汽车制 造商开始加大燃料电池电动汽车的 研发力度，取得了一些重要突破。
变速器
02
03
控制系统
根据车辆行驶需求，配备适当的 变速器以调节电动机的转速和转 矩。
对电动机进行精确控制，实现车 辆的加速、减速和制动等操作， 确保驾驶安全。
03
燃料电池电动汽车的关 键技术
燃料电池技术
燃料电池技术是燃料电池电动 汽车的核心技术，它能够将氢 气和氧气通过化学反应转换成
燃料电池电动汽车
目录
• 燃料电池电动汽车简介 • 燃料电池电动汽车的工作原理 • 燃料电池电动汽车的关键技术 • 燃料电池电动汽车的应用与市场前景 • 结论
01
燃料电池电动汽车简介
燃料电池电动汽车的定义与特点
定义
燃料电池电动汽车是一种使用燃料电 池作为动力源的电动汽车，通过燃料 电池发电来驱动车辆行驶。
电机与电控技术的进步可以提高燃料电池电动汽车的效率和性
03
能，降低噪音和振动，提高乘坐舒适性。
04
燃料电池电动汽车的应 用与市场前景
燃料电池电动汽车的应用领域
城市客车
燃料电池电动汽车适合在 城市公交系统中使用，提 供零排放的公共交通方式 。
出租车
燃料电池电动汽车也可用 于城市出租车服务，减少 对环境的污染。
特点
燃料电池电动汽车具有高效、环保、 长续航里程等优点，同时相比传统燃 油车减少了尾气排放和噪音污染。
燃料电池电动汽车的发展历程
早期探索阶段
20世纪60年代开始，人们开始探 索燃料电池技术应用于汽车领域 ，但由于技术限制和成本问题，
进展缓慢。
研发阶段
20世纪90年代开始，各大汽车制 造商开始加大燃料电池电动汽车的 研发力度，取得了一些重要突破。
第6章 燃料电池电动汽车
• （2）绿色环保 • （3）运行噪声低 • （4）续驶里程长 • （5）过载能力强 • （6）设计灵活方便
• 2.燃料电池电动汽车的缺点 • （1）燃料电池价格过高 • （2）燃料电池用氢的制备、储存困难 • （3）辅助设施不完善、建设成本本昂贵 • （4）起动时间长，系统抗振能力有待进一步提高
•6.2 燃料电池电动汽车的类型
• FCEV按“多电源”的配置不同，可分为纯燃料电池驱动(PFC)的 FCEV、燃料电池与辅助蓄电池联合驱动(FC+B)的FCEV、燃料电池与 超级电容联合驱动(FC+C)的FCEV、燃料电池与辅助蓄电池和超级电 容联合驱动(FC+B+C)的FCEV。
• 6.2.1 纯燃料电池驱动(PFC)的FCEV
• 6.2.4 燃 料 电 池 与 辅 助 蓄 电 池 和 超 级 电 容 联 合 驱 动 （FC+B+C）的FCEV
• 燃料电池与蓄电池和超级电容联合驱动的电动汽车的动力系统如图 所示，该结构也为串联式混合动力结构。在该动力系统结构中，燃料电 池、蓄电池和超级电容一起为驱动电动机提供能量动电动机将电能转化 成机械能传给传动系统，从而驱动汽车前进；在汽车制动时，驱动电动 机变成发电机，蓄电池和超级电容将储存回馈的能量。
• 7．整车与动力系统的参数选择与优化设计 • 燃料电池汽车整车性能参数是整个燃料电池动力系统开发的信息来源，而虚 拟配置的动力系统的特性参数也影响整车性能。
• 目前参数设计主要借助于通用的或专用的仿真软件进行离线仿真，如 ADVISOR、EASY5、PSCAD、V2ELPH、FAHRSIM等。
• 为了实现虚拟模拟与真实部件的联系，必须建立实时仿真开发环境。 • 8．多能源动力系统的能量管理策略 • 目前的开发方式一般是借助仿真技术建立一个虚拟开发环境，对动力系统模 型进行合理简化，从理论分析的角度得到最优功率分配策略与能量源参数和工 况特征之间的解析关系，并从该关系出发定量地分析功率缓冲器特性参数对最 优功率分配策略的影响，为功率缓冲器的参数选择提供理论依据。
燃料电池电动汽车原理与技术 第六章 燃料电池电动汽车热管理系统
燃料电池汽车产业链示意图
6.1 燃料电池发动机热管理 温度对燃料电池的影响：
燃料电池汽车产业链示意图
6.1.1 燃料电池热管理系统的结构 燃料电池热管理系统的布置方式对热管理的控制方式和控制效果有着非常重要的影响，传统的燃
料电池系统结构主要由电堆、循环水泵、散热器、补偿水箱、冷却水管、节温器、去离子器等。其中水 泵负责冷却管路内冷却液循环；节温器是用来控制冷却系统的大小循环；散热器是冷却液与外界环境热 交换的装置；去离子器是降低冷却液电导率的装置。
6.4.1 整车热管理系统目标
整车热管理是从整车角度统筹车辆发动机、空调、电池、电机等相关部件及子系统相关匹配、优化 与控制，有效解决整车热相关问题，使得各功能模块处于最佳温度工况区间，提高整车经济性和动力 性，保证车辆安全行驶。
整车热管理系统的目标： 安全：更好的机舱热保护，防止机舱自燃，电池热失控、电机退磁等；优化电池、电机冷却策略， 提高整车安全性能；满足除霜除雾安全法规需要。 节能：降低热管系统能耗、提高纯电续驶里程；减少机舱进气，降低风阻；优化发动机本体热保护， 降低油耗；发动机进气保护，获得更好的油耗经济性。 经济：优化冷却模式，降低冷却模块成本。 耐久：合理的温度管理，防止零部件过高出现性能衰退。 舒适：更好的冷却系统，提高空调降温、采暖性能，提供更好的乘员舱舒适性。
压气态
水泵
包
阀、蒸发器、电池热交换器、储液罐、管路和控制
循环
膨胀阀 膨胀阀
系统组成，制冷剂在循环流动过程中的相变过程实 现热量的转移。
储液干燥剂
中温高压混合态
双蒸发器空调 – 动力电池冷却系统原理图
6.4 整车热管理系统性能测试评价
燃料电池汽车整车热管理测试评价是整车开发及应用过程中的重要一环，由于所涉及到 的部件目前仍处于技术初始阶段，因此其体系目前还在发展和完善过程中，因此燃料电池汽 车的整车热管理系统测试评价重点结合了传统汽车和新能源纯电动汽车的国内外标准及发表 的研究成果来进行对标，完成燃料电池整车热管理的测试评价。
6.1 燃料电池发动机热管理 温度对燃料电池的影响：
燃料电池汽车产业链示意图
6.1.1 燃料电池热管理系统的结构 燃料电池热管理系统的布置方式对热管理的控制方式和控制效果有着非常重要的影响，传统的燃
料电池系统结构主要由电堆、循环水泵、散热器、补偿水箱、冷却水管、节温器、去离子器等。其中水 泵负责冷却管路内冷却液循环；节温器是用来控制冷却系统的大小循环；散热器是冷却液与外界环境热 交换的装置；去离子器是降低冷却液电导率的装置。
6.4.1 整车热管理系统目标
整车热管理是从整车角度统筹车辆发动机、空调、电池、电机等相关部件及子系统相关匹配、优化 与控制，有效解决整车热相关问题，使得各功能模块处于最佳温度工况区间，提高整车经济性和动力 性，保证车辆安全行驶。
整车热管理系统的目标： 安全：更好的机舱热保护，防止机舱自燃，电池热失控、电机退磁等；优化电池、电机冷却策略， 提高整车安全性能；满足除霜除雾安全法规需要。 节能：降低热管系统能耗、提高纯电续驶里程；减少机舱进气，降低风阻；优化发动机本体热保护， 降低油耗；发动机进气保护，获得更好的油耗经济性。 经济：优化冷却模式，降低冷却模块成本。 耐久：合理的温度管理，防止零部件过高出现性能衰退。 舒适：更好的冷却系统，提高空调降温、采暖性能，提供更好的乘员舱舒适性。
压气态
水泵
包
阀、蒸发器、电池热交换器、储液罐、管路和控制
循环
膨胀阀 膨胀阀
系统组成，制冷剂在循环流动过程中的相变过程实 现热量的转移。
储液干燥剂
中温高压混合态
双蒸发器空调 – 动力电池冷却系统原理图
6.4 整车热管理系统性能测试评价
燃料电池汽车整车热管理测试评价是整车开发及应用过程中的重要一环，由于所涉及到 的部件目前仍处于技术初始阶段，因此其体系目前还在发展和完善过程中，因此燃料电池汽 车的整车热管理系统测试评价重点结合了传统汽车和新能源纯电动汽车的国内外标准及发表 的研究成果来进行对标，完成燃料电池整车热管理的测试评价。
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。
新能源之燃料电池汽车-PPT文档资料
氢为燃料的燃料电池发动机系统
2.3.2 燃料电池电动汽车的结构原理
以氢气为燃料的FCEV的总布置基本结构模型
2.3.2 燃料电池电动汽车的结构原理
2. 辅助动力源
在FCEV上燃料电池发动机是主要电源，另外还配备 有辅助动力源。根据FCEV的设计方案不同，其所采 用的辅助动力源也有所不同，可以用蓄电池组、飞 轮储能器或超大容量电容器等共同组成双电源系统。
2.3 燃料电池电动汽车
2.3.1 燃料电池电动汽车的类型
2.3.2 燃料电池电动汽车的结构原理
2.3.3 燃料电池电动汽车的特点
2.3.4 燃料电池电动汽车车型实例
2.3.1 燃料电池电动汽车的类型
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。
2.3.1 燃料电池电动汽车的类型
4．燃料电池与辅助蓄电池和超级电容联合驱动 (FC+B+C)的FCEV
2.3.2 燃料电池电动汽车的结构原理
2.3.2 燃料电池电动汽车的结构原理
燃料电池电动汽车的动力系统主要由燃料电池发动 机、辅助动力源、DC/DC变换器、DC/AC逆变器、 电动机和动力电控系统等组成。 1. 燃料电池发动机 在FCEV所采用的燃料电池发动机中，为保证 PEMFC组的正常工作，除以PEMFC组为核心外， 还装有氢气供给系统、氧气供给系统、气体加湿系 统、反应生成物的处理系统、冷却系统和电能转换 系统等。只有这些辅助系统匹配恰当和正常运转， 才能保证燃料电池发动机正常运转。
2.3.3 燃料电池电动汽车的特点
2.3.2 燃料电池电动汽车的结构原理
以氢气为燃料的FCEV的总布置基本结构模型
2.3.2 燃料电池电动汽车的结构原理
2. 辅助动力源
在FCEV上燃料电池发动机是主要电源，另外还配备 有辅助动力源。根据FCEV的设计方案不同，其所采 用的辅助动力源也有所不同，可以用蓄电池组、飞 轮储能器或超大容量电容器等共同组成双电源系统。
2.3 燃料电池电动汽车
2.3.1 燃料电池电动汽车的类型
2.3.2 燃料电池电动汽车的结构原理
2.3.3 燃料电池电动汽车的特点
2.3.4 燃料电池电动汽车车型实例
2.3.1 燃料电池电动汽车的类型
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。
2.3.1 燃料电池电动汽车的类型
4．燃料电池与辅助蓄电池和超级电容联合驱动 (FC+B+C)的FCEV
2.3.2 燃料电池电动汽车的结构原理
2.3.2 燃料电池电动汽车的结构原理
燃料电池电动汽车的动力系统主要由燃料电池发动 机、辅助动力源、DC/DC变换器、DC/AC逆变器、 电动机和动力电控系统等组成。 1. 燃料电池发动机 在FCEV所采用的燃料电池发动机中，为保证 PEMFC组的正常工作，除以PEMFC组为核心外， 还装有氢气供给系统、氧气供给系统、气体加湿系 统、反应生成物的处理系统、冷却系统和电能转换 系统等。只有这些辅助系统匹配恰当和正常运转， 才能保证燃料电池发动机正常运转。
2.3.3 燃料电池电动汽车的特点
《新能源汽车技术》教学课件 第6章 新能源汽车的维护和保养
（8）不要随身携带任何金属物体或其他导电体，以 免不小心掉落引起线路短路；
（9）拆下高压配线后应立刻用绝缘胶带将其包好， 保证其完全绝缘；
（10）一定要按规定扭矩将高压螺钉端子拧紧，扭 矩过大或过小都有可能导致故障；
（11）完成对高压系统的操作后，在重新安装检修 塞前，应再次确认在工作平台周围没遗留任何零件或工具， 并确认高压端子已拧紧，连接器已插好。
6.1新能源汽车维修的注意事项
在检修过程中(如安装或拆卸零部件、对车辆进行检 查等)必须注意以下几点：
(1)对高压系统进行操作时首先应将车辆电源开关关 闭；
(2)戴好绝缘手套(戴绝缘手套前一定要先检查手套， 不能有破损，哪怕针眼大的破损也不行，不能有裂纹，不 能有老化的迹象，也不能是湿的);
6.1新能源汽车维修的注意事项
用测量盒借助于某个测量适配器来测量停电（无电压） 状态。另外，还可用它来确定绝缘电阻。
6.1新能源汽车维修的注意事项
3.车辆标识和工作区安全
6.1新能源汽车维修的注意事项
4.高电压技师 获得国家安监局电工作业资格 ►经销商内部可以执行车辆高电压系统维修工作的机电维 修人员 ►混合动力汽车及其它高电压系统维修的资格培训（电动 车，燃料电池车） ►高压电技师必须参加考试并获得资格证书 ►必须注意：只能在高压系统已断电的情况下来对其进行 检修! (请留意国家具体的法律规定！)
6.1新能源汽车维修的注意事项
5.在检修高压系统时，必须注意什么？ 所有橙色的线均带高压，可能危及生命! ►不得将喷水软管和高压清洗装置直接对准高压部件! ►高压接头上不可使用机油、润滑脂和触点清洗剂等! ►在高压导电部件附近进行检修工作时，必须先让系统断 电! ►在进行焊接、用切削工具加工以及用尖锐工具进行操作 时，必须先让系统断电! ►所有松开了的高压接头必须严防进水和污物!
（9）拆下高压配线后应立刻用绝缘胶带将其包好， 保证其完全绝缘；
（10）一定要按规定扭矩将高压螺钉端子拧紧，扭 矩过大或过小都有可能导致故障；
（11）完成对高压系统的操作后，在重新安装检修 塞前，应再次确认在工作平台周围没遗留任何零件或工具， 并确认高压端子已拧紧，连接器已插好。
6.1新能源汽车维修的注意事项
在检修过程中(如安装或拆卸零部件、对车辆进行检 查等)必须注意以下几点：
(1)对高压系统进行操作时首先应将车辆电源开关关 闭；
(2)戴好绝缘手套(戴绝缘手套前一定要先检查手套， 不能有破损，哪怕针眼大的破损也不行，不能有裂纹，不 能有老化的迹象，也不能是湿的);
6.1新能源汽车维修的注意事项
用测量盒借助于某个测量适配器来测量停电（无电压） 状态。另外，还可用它来确定绝缘电阻。
6.1新能源汽车维修的注意事项
3.车辆标识和工作区安全
6.1新能源汽车维修的注意事项
4.高电压技师 获得国家安监局电工作业资格 ►经销商内部可以执行车辆高电压系统维修工作的机电维 修人员 ►混合动力汽车及其它高电压系统维修的资格培训（电动 车，燃料电池车） ►高压电技师必须参加考试并获得资格证书 ►必须注意：只能在高压系统已断电的情况下来对其进行 检修! (请留意国家具体的法律规定！)
6.1新能源汽车维修的注意事项
5.在检修高压系统时，必须注意什么？ 所有橙色的线均带高压，可能危及生命! ►不得将喷水软管和高压清洗装置直接对准高压部件! ►高压接头上不可使用机油、润滑脂和触点清洗剂等! ►在高压导电部件附近进行检修工作时，必须先让系统断 电! ►在进行焊接、用切削工具加工以及用尖锐工具进行操作 时，必须先让系统断电! ►所有松开了的高压接头必须严防进水和污物!
第六章 燃料电池电动汽车
第一节
概述
２. 燃料电池与辅助蓄电池联合驱动(FC+B)的FCEV
燃料电池与辅助蓄电池联合驱动的燃料电池电动汽车的动力系统如图６-２ 所示。
第一节
概述
３. 燃料电池与超级电容联合驱动(FC+C)的FCEV
“燃料电池＋ 超级电容”的结构与“燃料电池＋ 蓄电池”结构相似，只是把蓄电池换 成超级电容。 相对于蓄电池，超级电容充放电效率高，能量损失小、功率密度大、在回 收制动能量方面比蓄电池有优势，循环寿命长、但是超级电容的能量密度较小。
(３)甲醇在废气重整法中的化学反应。 ①燃烧反应过程: ②重整反应过程: ③废气燃烧过程:
第二节 燃料电池电动汽车燃料系统
２)重整器的特点
(１)加速重整器的动态响应 (２)BrainBamett公司研发的汽油重整器，热效率达到85％，重整后的氢气含量约为50％， 含CO 约为0.5％，然后通过净化器将CO 的浓度降低到0.001％ ~0.005％，可用于新型质 子交换膜燃料电池中。 (３)在质子交换膜燃料电池中减少催化剂铂(Ｐｔ)的用量，提高催化剂的寿命，开发耐CO 的新型催化剂材料，可以提高重整器的效率和寿命，以及降低重整器成本。 ３. 氢气净化器
４. 燃料电池与辅助蓄电池和超级电容联合驱动(FC+B+C)的FCEV
燃料电池与蓄电池和超级电容联合驱动的电动汽车的动力系统如图６-３ 所示，该结构 也为串联式混合动力结构。
第一节
概述
目前燃料电池电动汽车动力系统的一般结构是ＦＣ ＋ Ｂ 组合，这是因为它具有以下 特点: (１)燃料电池单独或与动力电池共同提供持续功率，且在车辆起动、爬坡和加速等峰值 功率需求时，动力电池提供峰值功率。 (２)在车辆起步时相功率需求量不大时，蓄电池可以单独输出能量。 (３)蓄电池技术比较成熟，可以在一定程度上弥补燃料电池技术上的不足。
燃料电池汽车ppt课件
4、有了内燃机可以十分方便地解决耗能大的空调、取暖、除霜等纯电动汽车遇 到的难题。
5、可以利用现有的加油站加油，不必再投资。
6、可让电池保持在良好的工作状态，不发生过充、过放，延长其使用寿命，降 低成本。
7、整车由于多个动力源，可同时工作，整车的动力性优良。
缺点：系统结构相对复杂；长距离高速行驶省油效果不明显
3.冰川融化，海平面上升使好多岛屿和海拔较低的地区直接受到被淹 没的危机。
4.汽车尾气的排放严重危及人类的健康，导致癌症和呼吸道疾病增多。 尤其是少年儿童的健康受到影响。居世界卫生组织的一项调查表明， 在导致全球儿童死亡的原因中呼吸系统疾病位列首位。汽油柴油为动
力的汽车难逃罪责。
研发新能源汽车的意义
为什么要发展新能源汽车
然选择。
--发展新能源汽车是当今世界的时代潮流和必
1.近年来，曾支撑20世纪人类文明高速发展的以石油、煤炭和天然气 为主的石化能源出现了前所未有的危机，除其储藏量不断减少.
2.汽车作为空气污染的最大贡献者，石化能源在使用后产生的二氧化 碳气体排放到大气中后，人为地导致了全球变暖，酸雨等环境问题。
新能源汽车的分类：
纯电动汽车
混合动力汽车
燃料电池电动汽车
氢发动机汽车
纯电动汽车
纯电动汽车(BEV)是一种采用单一蓄电池作为储能动力源的汽车，它 利用蓄电池作为储能动力源，通过电池向电动机提供电能，驱动电动 机运转，从而推动汽车行驶。
优点：技术相对简单成熟，只要有电力供应的地方都能够充电。
世界上第一辆蒸汽三轮车
3. 1872年，德国工程师和发明家，戴姆勒设计出了四冲程的发动机，因 此他被称为现代汽车工业先驱。
戴姆勒设计的四冲程发动机
3.世界上第一辆汽车是由德国人卡尔·本茨（1844～1929）于1885年 10月研制成功的，一举奠定了汽车设计基调，即使现在的汽车也跳不 出这个框框。他于1886年1月29日向德国专利局申请汽车发明的专利， 同年的11月2日专利局正式批准发布。因此，1886年1月29日被公认 为是世界汽车的诞生日，本茨的专利证书也成为了世界上第一张汽车 专利证书。因此，本茨被称为“现代汽车之父”。
5、可以利用现有的加油站加油，不必再投资。
6、可让电池保持在良好的工作状态，不发生过充、过放，延长其使用寿命，降 低成本。
7、整车由于多个动力源，可同时工作，整车的动力性优良。
缺点：系统结构相对复杂；长距离高速行驶省油效果不明显
3.冰川融化，海平面上升使好多岛屿和海拔较低的地区直接受到被淹 没的危机。
4.汽车尾气的排放严重危及人类的健康，导致癌症和呼吸道疾病增多。 尤其是少年儿童的健康受到影响。居世界卫生组织的一项调查表明， 在导致全球儿童死亡的原因中呼吸系统疾病位列首位。汽油柴油为动
力的汽车难逃罪责。
研发新能源汽车的意义
为什么要发展新能源汽车
然选择。
--发展新能源汽车是当今世界的时代潮流和必
1.近年来，曾支撑20世纪人类文明高速发展的以石油、煤炭和天然气 为主的石化能源出现了前所未有的危机，除其储藏量不断减少.
2.汽车作为空气污染的最大贡献者，石化能源在使用后产生的二氧化 碳气体排放到大气中后，人为地导致了全球变暖，酸雨等环境问题。
新能源汽车的分类：
纯电动汽车
混合动力汽车
燃料电池电动汽车
氢发动机汽车
纯电动汽车
纯电动汽车(BEV)是一种采用单一蓄电池作为储能动力源的汽车，它 利用蓄电池作为储能动力源，通过电池向电动机提供电能，驱动电动 机运转，从而推动汽车行驶。
优点：技术相对简单成熟，只要有电力供应的地方都能够充电。
世界上第一辆蒸汽三轮车
3. 1872年，德国工程师和发明家，戴姆勒设计出了四冲程的发动机，因 此他被称为现代汽车工业先驱。
戴姆勒设计的四冲程发动机
3.世界上第一辆汽车是由德国人卡尔·本茨（1844～1929）于1885年 10月研制成功的，一举奠定了汽车设计基调，即使现在的汽车也跳不 出这个框框。他于1886年1月29日向德国专利局申请汽车发明的专利， 同年的11月2日专利局正式批准发布。因此，1886年1月29日被公认 为是世界汽车的诞生日，本茨的专利证书也成为了世界上第一张汽车 专利证书。因此，本茨被称为“现代汽车之父”。
燃料电池电动汽车的基本组成和结构PPT精选文档
23
2、燃料电池控制策略
功能： 1）电动机的输出功率始终满足功率要求； 2）峰值电源的能级始终维持在最佳范围； 3）燃料电池系统运行在其最佳运行区。
24
2、燃料电池控制策略
1）停顿模式
燃料电池系统和峰值电源都不向驱动系供 给功率，燃料电池系统可运行在空载状态。
2）制动模式
燃料电池系统运行在空载状态，而峰值电 源依据制动系统运行特性吸收再生制动能 量。
线传操控系统
56
底盘线传操纵控制技术（Hy-Wire概念车)
57
58
6、发展前景
59
谢谢大家！
每讲一帖
天下之难事，必作于易；天下 之大事，必作于细。
60
现代电动汽车技术
第四章
燃料电池车的基本组成和结构
1
主要内容 概述 燃料电池车的结构 燃料电池车的关键问题
2
一、概述
2002 年1 月9 日， 美国能源部宣布新的汽车研究 项目，FreedomCAR项目，长期目标是实现高效、价廉、 无污染：研究先进、高效的燃料电池技术，用氢燃料作 动力，不产生任何污染。该项目继续对电动汽车进行专 项研究，但是重点是发展氢燃料电池电动汽车。
20
100.1
1 2 5 10 20 50 100 200 500 1000
10000
身体电流 (mA)
对人体造成有害的生理影响的容许电流值为2mA~10mA
为此必须确保在任何情况下电系统的绝缘阻抗值＞100Ω/Ｖ
53
3、可靠性 4、供氢
（1）车载制氢 （2）车载纯氢
1）高压氢气储存 2）液态氢储存 3）金属氢化物储氢 4）活性炭吸附贮氢 5）碳纳米材料贮氢
阳极： 阴极： 电池总反应：
2、燃料电池控制策略
功能： 1）电动机的输出功率始终满足功率要求； 2）峰值电源的能级始终维持在最佳范围； 3）燃料电池系统运行在其最佳运行区。
24
2、燃料电池控制策略
1）停顿模式
燃料电池系统和峰值电源都不向驱动系供 给功率，燃料电池系统可运行在空载状态。
2）制动模式
燃料电池系统运行在空载状态，而峰值电 源依据制动系统运行特性吸收再生制动能 量。
线传操控系统
56
底盘线传操纵控制技术（Hy-Wire概念车)
57
58
6、发展前景
59
谢谢大家！
每讲一帖
天下之难事，必作于易；天下 之大事，必作于细。
60
现代电动汽车技术
第四章
燃料电池车的基本组成和结构
1
主要内容 概述 燃料电池车的结构 燃料电池车的关键问题
2
一、概述
2002 年1 月9 日， 美国能源部宣布新的汽车研究 项目，FreedomCAR项目，长期目标是实现高效、价廉、 无污染：研究先进、高效的燃料电池技术，用氢燃料作 动力，不产生任何污染。该项目继续对电动汽车进行专 项研究，但是重点是发展氢燃料电池电动汽车。
20
100.1
1 2 5 10 20 50 100 200 500 1000
10000
身体电流 (mA)
对人体造成有害的生理影响的容许电流值为2mA~10mA
为此必须确保在任何情况下电系统的绝缘阻抗值＞100Ω/Ｖ
53
3、可靠性 4、供氢
（1）车载制氢 （2）车载纯氢
1）高压氢气储存 2）液态氢储存 3）金属氢化物储氢 4）活性炭吸附贮氢 5）碳纳米材料贮氢
阳极： 阴极： 电池总反应：
燃料电池汽车Ppt讲课文档
优点：
1、采用混合动力后可按平均需用的功率来确定内燃机的最大功率， 发动机相对较小（downsize），此时处于油耗低、污染少的最优工况 下工作。由于内燃机可持续工作，电池又可以不断得到充电，故其行 程和普通汽车一样。
2、因为有了电池， 可以十分方便地回收下坡时的动能。
3、在繁华市区，可关停内燃机，由电池单独驱动，实现“零”排放。
燃料电池汽车和纯电动汽车的区别？
燃料电池汽车也可以算作电动汽车，但你可以在五分钟内给电池灌 满燃料，而不是等上几个小时来充满电。燃料电池汽车也是电动汽车， 只不过“电池”是氢氧混合燃料电池。和普通化学电池相比，燃料电 池可以补充燃料，通常是补充氢气。一些燃料电池能使用甲烷和汽油 作为燃料，但通常是限制在电厂和叉车等工业领域使用。
新能源汽车的分类：
纯电动汽车
混合动力汽车
燃料电池电动汽车
氢发动机汽车
纯电动汽车
纯电动汽车(BEV)是一种采用单一蓄电池作为储能动力源的汽车，它 利用蓄电池作为储能动力源，通过电池向电动机提供电能，驱动电动 机运转，从而推动汽车行驶。
优点：技术相对简单成熟，只要有电力供应的地方都能够充电。
3.冰川融化，海平面上升使好多岛屿和海拔较低的地区直接受到被淹 没的危机。
4.汽车尾气的排放严重危及人类的健康，导致癌症和呼吸道疾病增多。 尤其是少年儿童的健康受到影响。居世界卫生组织的一项调查表明， 在导致全球儿童死亡的原因中呼吸系统疾病位列首位。汽油柴油为动
力的汽车难逃罪责。
研发新能源汽车的意义
为了减少对化石燃料的依赖，减少因为环境污染带来的一系列问
题，人类必须找一种新的能源去替代之前的常规燃料，新能源汽车的
研发成为了一个新的转折点。新能源汽车的开发有可能成为未来最重
1、采用混合动力后可按平均需用的功率来确定内燃机的最大功率， 发动机相对较小（downsize），此时处于油耗低、污染少的最优工况 下工作。由于内燃机可持续工作，电池又可以不断得到充电，故其行 程和普通汽车一样。
2、因为有了电池， 可以十分方便地回收下坡时的动能。
3、在繁华市区，可关停内燃机，由电池单独驱动，实现“零”排放。
燃料电池汽车和纯电动汽车的区别？
燃料电池汽车也可以算作电动汽车，但你可以在五分钟内给电池灌 满燃料，而不是等上几个小时来充满电。燃料电池汽车也是电动汽车， 只不过“电池”是氢氧混合燃料电池。和普通化学电池相比，燃料电 池可以补充燃料，通常是补充氢气。一些燃料电池能使用甲烷和汽油 作为燃料，但通常是限制在电厂和叉车等工业领域使用。
新能源汽车的分类：
纯电动汽车
混合动力汽车
燃料电池电动汽车
氢发动机汽车
纯电动汽车
纯电动汽车(BEV)是一种采用单一蓄电池作为储能动力源的汽车，它 利用蓄电池作为储能动力源，通过电池向电动机提供电能，驱动电动 机运转，从而推动汽车行驶。
优点：技术相对简单成熟，只要有电力供应的地方都能够充电。
3.冰川融化，海平面上升使好多岛屿和海拔较低的地区直接受到被淹 没的危机。
4.汽车尾气的排放严重危及人类的健康，导致癌症和呼吸道疾病增多。 尤其是少年儿童的健康受到影响。居世界卫生组织的一项调查表明， 在导致全球儿童死亡的原因中呼吸系统疾病位列首位。汽油柴油为动
力的汽车难逃罪责。
研发新能源汽车的意义
为了减少对化石燃料的依赖，减少因为环境污染带来的一系列问
题，人类必须找一种新的能源去替代之前的常规燃料，新能源汽车的
研发成为了一个新的转折点。新能源汽车的开发有可能成为未来最重
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6.1 概述
6.1.1 燃料电池电动汽车的类型 FCEV按主要燃料种类可分为
（1）以纯氢气为燃料的FCEV； （2）经过重整后产生的氢气为燃料的FCEV。
2．燃料电池与辅助蓄电池联合驱动FCEV
缺点： （1）蓄电池的使用使得整车的质量增加，动力性和经
济型受到影响，这一点在能量复合型混合动力汽车 上表现更为明显； （2）蓄电池充放电过程会有能量损耗； （3）系统变得复杂，系统控制和整体布置难度增加。
新能源汽车技术 第 9 页
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3．燃料电池与超级电容联合驱动FCEV
这种结构形式与燃料电池+蓄电池结构相似，只 是把蓄电池换成超级电容。
相对于蓄电池，超级电容充放电效率高，能量 损失小，比蓄电池功率密度大，在回收制动能量方面 比蓄电池有优势，循环寿命长，但是超级电容的能量 密度较小。
新能源汽车技术 第 10 页
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4．燃料电池与辅助蓄电池和超级电容 联合驱动的FCEV
燃料电池与蓄电池和超级电容联合驱动的电动 汽车的动力系统结构也为串联式混合动力结构。
燃料电池、蓄电池和超级电容一起为驱动电机 提供能量，驱动电机将电能转化成机械能传给传动 系，驱动汽车前进；在汽车制动时，驱动电机变成 发电机，蓄电池和超级电容将储存回馈的能量。
新能源汽车技术 第 11 页
燃料电池+蓄电池十Байду номын сангаас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
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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 5 页
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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。
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第6章 燃料电池电动汽车
6.1 概述 6.2 燃料电池电动汽车的基本结构 6.3 燃料电池电动汽车的传动系统 6.4 燃料电池电动汽车车型实例
新能源汽车技术 第 1 页
HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY
总体概述
标题添加
新能源汽车技术 第 15 页
HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY
6.1.3 燃料电池电动汽车对燃料电池的基本要求
（1）燃料电池的比能量不低于150～200Wh /kg, 比 功率不低于300～400 W/kg。要求达到或超过美国 先进电池联合体（USABC）所提出的电池性能和使 用寿命的指标。 （2）可以在- 20 ℃的条件下起动和工作, 有可靠的安 全性和密封性, 不会发生燃料气体的结冰和燃料气体 的泄漏。 （3）各种结构件有足够的强度和可靠性, 可以在负荷 变化情况下正常运转。并能够耐受FCEV行驶时的振 动和冲击。
传动系
新能源汽车技术 第 4 页
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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。
新能源汽车技术 第 6 页
FCEV结构
燃料电池系统 蓄电池
驱动电动机
传动系
HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY
2．燃料电池与辅助蓄电池联合驱动FCEV
优点：
（1）由于增加了比功率价格相对低廉得多的蓄电池 组，系统对燃料电池的功率要求较纯燃料电池结构 形式有很大的降低，从而大大地降低了整车成本；
难度也随之增大。
新能源汽车技术 第 13 页
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6.1.2 燃料电池电动汽车的特点
1.燃料电池汽车的优点： （1）效率高：可以达到30%以上； （2）续驶里程长； （3）绿色环保：生成物只有水，属于零排放； （4）过载能力强； （5）低噪音：运行过程中噪音和振动都较小； （6）设计方便灵活。
新能源汽车技术 第 14 页
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2.燃料电池电动汽车的主要缺点
（1）燃料电池汽车的制造成本和使用成本过高 （2）辅助设备复杂，且质量和体积较大 （3）起动时间长，系统抗振能力有待进一步提高
采用氢气为燃料的FCEV起动时间一般需要3分 多钟，而采用甲醇或者汽油重整技术的FCEV则长达 10多分钟，比起内燃机汽车起动的时间长得多，影 响其机动性能。
（2）燃料电池可以在比较好的设定的工作条件下工 作，工作时燃料电池的效率较高；
（3）系统对燃料电池的动态响应性能要求较低； （4）汽车的冷启动性能较好； （5）制动能量回馈的采用可以回收汽车制动时的部
分动能，该措施可能会增加整车的能量效率。
新能源汽车技术 第 8 页
HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY
新能源汽车技术 第 2 页
HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY
6.1.1 燃料电池电动汽车的类型
FCEV按“多电源”的配置不同，可分为 （1）纯燃料电池驱动（PFC）的FCEV； （2）燃料电池与辅助蓄电池联合驱动（FC+B）的
FCEV； （3）燃料电池与超级电容联合驱动（FC+C）的
FCEV； （4）燃料电池与辅助蓄电池和超级电容联合驱动
（FC+B+C）的FCEV。
新能源汽车技术 第 3 页
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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
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6.1 概述
6.1.1 燃料电池电动汽车的类型 FCEV按主要燃料种类可分为
（1）以纯氢气为燃料的FCEV； （2）经过重整后产生的氢气为燃料的FCEV。
2．燃料电池与辅助蓄电池联合驱动FCEV
缺点： （1）蓄电池的使用使得整车的质量增加，动力性和经
济型受到影响，这一点在能量复合型混合动力汽车 上表现更为明显； （2）蓄电池充放电过程会有能量损耗； （3）系统变得复杂，系统控制和整体布置难度增加。
新能源汽车技术 第 9 页
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3．燃料电池与超级电容联合驱动FCEV
这种结构形式与燃料电池+蓄电池结构相似，只 是把蓄电池换成超级电容。
相对于蓄电池，超级电容充放电效率高，能量 损失小，比蓄电池功率密度大，在回收制动能量方面 比蓄电池有优势，循环寿命长，但是超级电容的能量 密度较小。
新能源汽车技术 第 10 页
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4．燃料电池与辅助蓄电池和超级电容 联合驱动的FCEV
燃料电池与蓄电池和超级电容联合驱动的电动 汽车的动力系统结构也为串联式混合动力结构。
燃料电池、蓄电池和超级电容一起为驱动电机 提供能量，驱动电机将电能转化成机械能传给传动 系，驱动汽车前进；在汽车制动时，驱动电机变成 发电机，蓄电池和超级电容将储存回馈的能量。
新能源汽车技术 第 11 页
燃料电池+蓄电池十Байду номын сангаас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
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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
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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。
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第6章 燃料电池电动汽车
6.1 概述 6.2 燃料电池电动汽车的基本结构 6.3 燃料电池电动汽车的传动系统 6.4 燃料电池电动汽车车型实例
新能源汽车技术 第 1 页
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总体概述
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6.1.3 燃料电池电动汽车对燃料电池的基本要求
（1）燃料电池的比能量不低于150～200Wh /kg, 比 功率不低于300～400 W/kg。要求达到或超过美国 先进电池联合体（USABC）所提出的电池性能和使 用寿命的指标。 （2）可以在- 20 ℃的条件下起动和工作, 有可靠的安 全性和密封性, 不会发生燃料气体的结冰和燃料气体 的泄漏。 （3）各种结构件有足够的强度和可靠性, 可以在负荷 变化情况下正常运转。并能够耐受FCEV行驶时的振 动和冲击。
传动系
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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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FCEV结构
燃料电池系统 蓄电池
驱动电动机
传动系
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2．燃料电池与辅助蓄电池联合驱动FCEV
优点：
（1）由于增加了比功率价格相对低廉得多的蓄电池 组，系统对燃料电池的功率要求较纯燃料电池结构 形式有很大的降低，从而大大地降低了整车成本；
难度也随之增大。
新能源汽车技术 第 13 页
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6.1.2 燃料电池电动汽车的特点
1.燃料电池汽车的优点： （1）效率高：可以达到30%以上； （2）续驶里程长； （3）绿色环保：生成物只有水，属于零排放； （4）过载能力强； （5）低噪音：运行过程中噪音和振动都较小； （6）设计方便灵活。
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2.燃料电池电动汽车的主要缺点
（1）燃料电池汽车的制造成本和使用成本过高 （2）辅助设备复杂，且质量和体积较大 （3）起动时间长，系统抗振能力有待进一步提高
采用氢气为燃料的FCEV起动时间一般需要3分 多钟，而采用甲醇或者汽油重整技术的FCEV则长达 10多分钟，比起内燃机汽车起动的时间长得多，影 响其机动性能。
（2）燃料电池可以在比较好的设定的工作条件下工 作，工作时燃料电池的效率较高；
（3）系统对燃料电池的动态响应性能要求较低； （4）汽车的冷启动性能较好； （5）制动能量回馈的采用可以回收汽车制动时的部
分动能，该措施可能会增加整车的能量效率。
新能源汽车技术 第 8 页
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新能源汽车技术 第 2 页
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6.1.1 燃料电池电动汽车的类型
FCEV按“多电源”的配置不同，可分为 （1）纯燃料电池驱动（PFC）的FCEV； （2）燃料电池与辅助蓄电池联合驱动（FC+B）的
FCEV； （3）燃料电池与超级电容联合驱动（FC+C）的
FCEV； （4）燃料电池与辅助蓄电池和超级电容联合驱动
（FC+B+C）的FCEV。
新能源汽车技术 第 3 页
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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