燃料电池及燃料电池汽车
《燃料电池电动汽车》课件
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。
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。
燃料电池汽车原理
燃料电池汽车原理
燃料电池汽车是一种使用燃料电池作为主要能源的车辆。
其原理是通过将氢气与氧气反应产生电能来驱动汽车。
燃料电池是一种通过化学反应转化能量的设备，它类似于一个可逆的电池。
燃料电池由正极、负极和电解质层组成。
在正极，氢气被氧化成为氢离子，并释放出电子。
同时，在负极，氧气接受电子和氢离子，还原成为水。
这个过程同时释放出能量，从而产生了电能。
这些电子通过外部电路流动，驱动电动机转动，使汽车运行。
燃料电池汽车相比传统汽车有许多优点。
首先，燃料电池汽车零排放，只产生水作为副产品，对环境友好。
其次，燃料电池具有高效能转换率，可以充分利用燃料的能量，提高能源利用效率。
此外，燃料电池汽车具有快速加注和长续航里程的特点，更加便利实用。
然而，目前燃料电池汽车的成本仍然较高，需要进一步的研究和发展才能推广应用。
总之，燃料电池汽车利用氢气和氧气的化学反应产生电能，驱动汽车运行。
它具有零排放、高能效和快速加注等优点，但目前仍然面临成本较高的挑战。
燃料电池汽车作为一种新型清洁能源汽车，有着广阔的发展前景，有望成为未来出行的主要选择。
“燃料电池电动汽车”教案讲义
燃料电池具有如下缺点：
价格高 目前质子交换膜燃料电池的价格虽然
已有所降低，但是要达到30－50美元/kW 的目标还需要一段时间的努力。
贵金属催化剂 铂的用量虽然已降低，但是距0.1-
0.2mg/ 还有段距离。 燃料的限制
目前车用的燃料电池主要是质子交换 膜燃料电池，它们只能用纯氢作燃料。
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)
AFC，PAFC，PEMFC三种 燃料电池的发展概况
燃料电池的发展趋势
燃料电池发展的第一课题是降低成本， 第二是选择材料，第三是提高性能。 降低成本主要是因为材料的价格很高。 车载用50kw系统仅氟高分子膜就要花费近 7400美元。另外， 在电池单元的电极中使用的白金催化剂也 是高成本的材料之一。50kw的系统中白金 催化剂就要花费将近5000美元。 燃料的选择：燃料采用氢后，重整器 部分的成本可以减免，系统得以简化。氢 的储存则采用储氢合金或者高压储气罐。
燃料电池
燃料电池是一种将储存在燃料和氧化剂 中的化学能通过电极反应直接转化为电能 的发电装置。它平时将燃料（如氢气、甲 醇等）和氧化剂（如氧气）分别作为电池 两极的活性物质保存在电池的本体之外， 当使用时连续通入电池体内，使电池发电。 燃料电池本体由质子交换膜，膜电极， 集流板三部分组成。
燃料电池实质上是电化学反应发生器，它 的燃料主要是氢气。 反应机理是将燃料中 的化学能不经燃烧而直接转化为电能。电 化反应步骤为：经增湿后的氢气和氧气分 别进入阳极室和阴极室，经气体电极扩散 层扩散，到达催化层与质子交换膜的界面， 分别在催化剂作用下发生氧化和还原反应。
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。
新能源汽车的类别及特点
三、新能源汽车的类别及特点根据新能源汽车的定义，我们可以认定的新能源汽车有很多种，随着新能源汽车的不断发展，其包含的范围也越来越广。
鉴于目前市场主流认识，从新能源的技术特点和车辆驱动原理上来分，一般将新能源汽车分为混合动力汽车（Hybird Electric Vehicle，HEV）、纯电动汽车（Battery Electric Vehicle，BEV）、燃料电池汽车（FuelCell Electric Vehicle，FCEV）和燃气汽车、生物燃料汽车以及其他能量形式驱动的汽车。
以下做简要介绍。
（一）纯电动汽车纯电动汽车（Battery Electric Vehicle，BEV），顾名思义就是纯粹靠电能驱动的车辆。
它必须使用专用充电桩或者特定的充电场所进行充电才能行驶。
典型的例子是特斯拉。
它的优点是结构简单，保养项目少，使用成本低，缺点是电池的续航里程和电池寿命较短，温度对电池容量的影响非常大，充电的便利性也不好。
由于电能的来源广泛，在未来还会有更清洁的电能产生，因此纯电动车是未来的最终发展趋势。
电动汽车无内燃机汽车工作时产生的废气，不产生排气污染，对环境保护和空气的洁净是十分有益的，几乎是“零污染”。
众所周知，内燃机汽车废气中的CO、HC及NOX、微粒、臭气等污染物形成酸雨酸雾及光化学烟雾。
电动汽车无内燃机产生的噪声，电动机的噪声也较内燃机小。
电动汽车的研究表明，其能源效率已超过汽油机汽车。
电动汽车停止时不消耗电量，在制动过程中，电动机可自动转化为发电机，实现制动减速时能量地再利用。
图1-3-1纯电动汽车典型结构图（二）混合动力汽车混合动力汽车（Hybird Electric Vehicle，HEV）指的是至少拥有两种动力源，使用其中一种或多种动力源提供部分或者全部动力的车辆。
从目前世界范围内的整个形势来看，日本是电动汽车技术发展速度最快的少数几个国家之一，特别是在发展混合动力电动汽车方面，日本居世界领先地位。
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。
燃料电池电动汽车的结构组成
燃料电池电动汽车的结构组成-----------------------------------------------------------------------------------------------燃料电池电动汽车是一种使用燃料电池作为主要能源，并通过电动机驱动的汽车。
它与传统的内燃机汽车相比，具有零排放、高能量效率和低噪音等优势。
以下是燃料电池电动汽车的主要结构组成：1、燃料电池系统：燃料电池系统是燃料电池电动汽车的核心部分，包括燃料电池堆、氢气储存装置、氧气供应装置和相关控制系统。
燃料电池堆将氢气和氧气反应产生电能，通过控制系统进行管理和调节。
2、电动驱动系统：电动驱动系统由电动机、变速器和电池组成。
电动机接收燃料电池系统输出的直流电能，并将其转化为机械能，驱动汽车运动。
电池则用于储存和提供额外的电能，以满足加速、爬坡等需要。
3、控制系统：燃料电池电动汽车的控制系统包括电池管理系统、燃料电池管理系统和整车控制系统。
这些系统负责管理和监控燃料电池、电池和电动驱动系统的工作状态，确保其安全、高效运行。
4、氢气储存和供应系统：燃料电池电动汽车使用氢气作为燃料，因此需要具备储存和供应氢气的系统。
这些系统包括氢气储罐或储存材料、氢气供应装置、压力传感器等。
5、辅助设备：燃料电池电动汽车还包括一系列辅助设备，如冷却系统、空调系统、制动系统、悬挂系统、车内娱乐系统等，以提供舒适和安全的驾驶体验。
需要注意的是，燃料电池电动汽车的结构组成可能会因不同的制造商、车型和技术路线而有所差异。
以上列举的是一般情况下的常见组成部分。
在实际应用中，还会根据需求和技术发展加入其他的创新设计和功能。
简述燃料电池电动汽车的主要优点和缺点
简述燃料电池电动汽车的主要优点和缺点燃料电池电动汽车是一种利用燃料电池作为能源的电动汽车，它具有许多优点和一些缺点。
燃料电池电动汽车的主要优点之一是零排放。
与传统内燃机车辆相比，燃料电池电动汽车使用氢气和氧气作为燃料，通过电化学反应产生电能，只会产生水蒸气作为尾气排放。
这种零污染的特性使得燃料电池电动汽车成为环保的选择，有助于改善空气质量和减少温室气体排放。
燃料电池电动汽车具有高能量密度和长续航里程。
相较于传统电池电动汽车，燃料电池电动汽车的燃料电池系统具有更高的能量密度，能够提供更长的续航里程。
这使得燃料电池电动汽车更适合长途驾驶和长时间使用，减少了充电时间和充电频率的需求，提高了用户的使用便利性和满意度。
燃料电池电动汽车具有快速加氢和维护成本低的优点。
与传统电池电动汽车需要较长的充电时间相比，燃料电池电动汽车可以在几分钟内完成加氢，实现快速充能。
同时，燃料电池电动汽车的维护成本也相对较低，因为燃料电池系统的零件数量少且寿命较长，不需要频繁更换和维护，减少了车辆维修和保养的费用。
然而，燃料电池电动汽车也存在一些缺点。
首先是燃料供应和基础设施建设的问题。
目前，燃料电池电动汽车的加氢站点相对较少，无法满足大规模推广的需求。
此外，氢气的生产、存储和输送也面临一定的技术和经济挑战，需要大量的投资和基础设施建设。
燃料电池电动汽车的成本较高。
与传统内燃机车辆和传统电池电动汽车相比，燃料电池电动汽车的制造成本较高，主要是因为燃料电池系统的复杂性和成本较高的材料。
虽然随着技术的进步和规模效应的实现，燃料电池电动汽车的成本有所下降，但仍然需要进一步降低成本才能更广泛地应用。
燃料电池电动汽车的可靠性和安全性也是需要考虑的问题。
燃料电池系统的稳定性和安全性对于车辆的正常运行至关重要。
虽然燃料电池电动汽车在安全性方面已经有了一定的保障，但仍需要进一步完善和提高。
燃料电池电动汽车具有零排放、高能量密度、长续航里程、快速加氢和维护成本低等优点，但也存在燃料供应和基础设施建设的问题、较高的制造成本以及可靠性和安全性等方面的挑战。
燃料电池汽车的优势与不足
燃料电池汽车的优势与不足随着环境污染和能源安全的日益成为全球性问题，汽车工业也逐渐向着环保和可持续发展方向转变，燃料电池汽车应运而生。
与传统燃油汽车相比，燃料电池汽车各有其优势与不足。
优势：1. 零排放同传统汽车相比，燃料电池汽车采用氢气和氧气生成水蒸气作为废气，相比之下更加环保，实现了零排放的目标。
据统计，新能源汽车每年能为环境减少约5吨的二氧化碳排放，这对于缓解城市污染问题具有重要的意义。
2. 低噪音由于燃料电池汽车没有发动机和变速箱等机械部件，因此噪音的产生也较小。
在城市中行驶时，其噪音可降至50分贝以下，为人们提供了更加舒适的出行环境，也有利于缓解城市噪音污染。
3. 高效节能燃料电池汽车具有高效能、节能的特点，其燃料利用率高达50%以上，而传统汽油车的燃料利用率只有30%左右。
相比之下，燃料电池汽车可有效提高能源的利用效率，减少资源浪费。
4. 长续航里程燃料电池汽车一次加满氢气后，其续航里程可达到500公里以上，相比于电动汽车更具有优势。
同时，在充氢方面，燃料电池汽车的充电时间较短，只需要20-30分钟即可完成，方便快捷。
5. 未来可持续性燃料电池汽车将成为未来汽车业发展的主流方向，其采用的氢气技术与氢能源的可再生性有较高的相关性，因此，在能源可持续性方面具有重要意义。
不足：1. 昂贵相较于传统汽车，燃料电池汽车的成本偏高，其成本主要集中在燃料电池、压力容器、氢气贮气罐等核心部件上。
在实际使用中，也需要消耗较多的维护保养经费。
2. 氢气供应不足燃料电池汽车的推广与发展，需要有充足的氢气供应作为其基础，然而当前全球的氢气产量和氢气加氢站的建设相对有限，因此，氢气供应的不足成为了其发展中的主要瓶颈。
3. 安全性问题由于氢气具有轻质、易燃等特点，燃料电池汽车在研发和实际应用过程中也面临着一些安全风险，如氢气泄露、压力容器开裂等。
因此，在燃料电池汽车的生产与运营过程中需要引入科学可靠的安全措施。
简述燃料电池电动汽车的主要优点和缺点
简述燃料电池电动汽车的主要优点和缺点
燃料电池电动汽车的主要优点有：
1. 长续航里程：燃料电池电动汽车使用氢气和氧气反应产生电能，能够提供更长的续航里程，相比传统电动汽车更加持久。
2. 快速加注：相比电池充电时间较长的情况下，燃料电池电动汽车可以通过注入氢气进行快速充能，时间较短，提高了使用者的便利性。
3. 高效能源利用：燃料电池电动汽车可以将氢气和氧气反应产生电能的效率高达50%以上，较传统的内燃机动力系统更为
高效。
4. 零排放：燃料电池电动汽车的尾气是纯净的水蒸气，不会产生二氧化碳等温室气体和其他污染物，具有零排放的显著优势。
然而，燃料电池电动汽车也存在一些缺点：
1. 基础设施不完善：燃料电池电动汽车需要氢气的供应，目前氢气加注站的建设相对较少，基础设施不完善，限制了其发展。
2. 高成本：燃料电池电动汽车的制造成本较高，主要原因是燃料电池的制作和氢气储存技术相对成熟的电池技术更为昂贵。
3. 存在安全隐患：氢气具有易燃易爆性质，燃料电池电动汽车需要采取额外的安全措施来确保运行的安全性，如加注和存储
过程中的泄露问题。
综上所述，尽管燃料电池电动汽车具有很多优点，但其仍然面临一些挑战和限制，需要进一步的技术进步和基础设施建设来推广和普及。
燃料电池电动汽车的工作原理和组成
燃料电池电动汽车的工作原理和组成燃料电池电动汽车作为新能源汽车的一种，其工作原理和组成是怎样的呢？下面将从工作原理和组成两个方面进行详细介绍。
一、工作原理1. 氢气和氧气的电化学反应燃料电池电动汽车的核心是燃料电池，其工作原理是利用氢气和氧气在电化学反应过程中产生电能。
在燃料电池内部，氢气从阴极一侧进入，氧气从阳极一侧进入，两者在电解质膜上发生化学反应，产生水和电能，因此也被称为氢气电池。
2. 电能转化为动力燃料电池产生的电能经过电控系统，转化为汽车所需的动力，驱动电动汽车行驶。
二、组成结构1. 燃料电池系统燃料电池系统包括燃料电池堆、氢气储存罐、氧气供应系统等组成部分。
其中，燃料电池堆是最核心的部件，由多个单个燃料电池组成，通过将氢气和氧气输入到电解质膜上，产生电能。
2. 电控系统电控系统是燃料电池电动汽车的大脑，负责控制燃料电池系统的运行和管理。
它通过各种传感器实时监测燃料电池的工作状态，并根据车速、踏板行程等信息来控制燃料电池系统的输出。
3. 电池除了燃料电池之外，燃料电池电动汽车还配备了锂电池等储能设备。
这些电池主要用于存储制动能量回收等过程中产生的电能，以及在起步、加速等高功率场景下提供额外动力。
4. 电动驱动系统电动驱动系统包括电动机、变速箱和传动装置等部件，负责将燃料电池产生的电能转化为汽车的动力，驱动车辆前进。
5. 氢气储存和氢气供应系统燃料电池电动汽车的氢气储存和供应系统是汽车能否正常工作的关键。
氢气储存罐主要用于储存氢气，而氢气供应系统则负责将储存罐中的氢气输送到燃料电池堆中进行反应。
以上就是关于燃料电池电动汽车的工作原理和组成的详细介绍。
通过以上介绍，可以看出燃料电池电动汽车是利用氢气和氧气进行电化学反应产生电能，再将电能转化为动力驱动汽车行驶的新型环保能源汽车。
希望通过全社会的努力，未来燃料电池电动汽车能够更加普及，为环境保护事业贡献力量。
燃料电池电动汽车的工作原理和组成是众多科学家和工程师们多年努力研究和发展的成果。
燃料电池汽车分类方法及其特点百科
燃料电池汽车分类方法及其特点百科
燃料电池汽车是一种新型的环保汽车，其分类方法主要有以下几种：
1. 按照燃料电池的类型进行分类：燃料电池汽车根据燃料电池
的类型可分为聚合物电解质膜燃料电池汽车、直接甲醇燃料电池汽车、磷酸盐燃料电池汽车等。
2. 按照动力系统的类型进行分类：燃料电池汽车根据动力系统
的类型可分为FCV（Fuel Cell Vehicle）和FCEV（Fuel Cell
Electric Vehicle）两种。
3. 按照燃料种类进行分类：燃料电池汽车根据燃料种类可分为
氢气燃料电池汽车、甲醇燃料电池汽车等。
燃料电池汽车的特点包括：
1. 环保节能：燃料电池汽车使用的燃料是氢气或甲醇等清洁能源，不会产生有害气体排放，对环境污染少。
2. 高效经济：燃料电池汽车动力系统效率高，能够有效利用燃料，节约能源。
3. 驾驶体验好：燃料电池汽车的噪音低，加速响应快，行驶平稳，驾驶体验好。
4. 能够长途行驶：燃料电池汽车的续航里程较长，可以长途行驶。
燃料电池电动汽车的结构组成
燃料电池电动汽车的结构组成燃料电池电动汽车是一种运用燃料电池作为能源的电动汽车，相比于传统的内燃机汽车，燃料电池电动汽车具有零排放、高效能的特点。
那么，燃料电池电动汽车的结构组成是什么呢？一、燃料电池系统燃料电池系统是燃料电池电动汽车的核心部分，主要由燃料电池堆、氢气供应系统和氧气供应系统组成。
燃料电池堆是将氢气和氧气通过化学反应转化为电能的装置，氢气供应系统负责储存和供应氢气，氧气供应系统则负责供应氧气。
二、电池组件电池组件是燃料电池电动汽车的能量储存装置，主要由一系列电池单元组成。
这些电池单元将电化学反应转化为电能，并将其储存起来，以供电动汽车驱动电机使用。
三、电动机电动机是燃料电池电动汽车的动力输出装置，负责将电能转化为机械能，驱动汽车前进。
根据需要的驱动方式不同，可以选择直流电动机或交流电动机。
四、电子控制系统电子控制系统是燃料电池电动汽车的大脑，负责控制和协调整个系统的运行。
它监测燃料电池系统的状态，控制氢气和氧气的供应，管理能量的流动，同时也与车辆的其他系统进行通信和协调。
五、辅助系统辅助系统包括制动系统、转向系统、空调系统、安全系统等，它们与传统的内燃机汽车的相应系统类似，但在燃料电池电动汽车中也需要进行一定的适应和改进。
六、氢气储存系统氢气储存系统用于存储氢气，以满足燃料电池的供氢需求。
常见的氢气储存方式有高压氢气储存和液态氢气储存两种。
七、氧气供应系统氧气供应系统负责将空气中的氧气输送到燃料电池堆中，以供化学反应使用。
通常采用的方式是通过气体压缩机将空气压缩后输送到燃料电池堆。
总结起来，燃料电池电动汽车的结构组成主要包括燃料电池系统、电池组件、电动机、电子控制系统、辅助系统、氢气储存系统和氧气供应系统。
这些部件相互协作，实现了燃料电池电动汽车的高效能、零排放的特点。
随着技术的不断发展，燃料电池电动汽车将成为未来可持续发展的重要选择。
燃料电池电动汽车的分类
燃料电池电动汽车的分类
燃料电池电动汽车可以分为四种类型：
1.燃料电池混合动力车：这种车型在使用燃料电池的同时也配备了电池储能系统和马达，可以通过发动机、电机、燃料电池等多种途径驱动车辆。
2.燃料电池电动车：这种车型只有燃料电池系统和马达，在燃料电池发生化学反应时，会产生电能驱动车辆。
3.燃料电池增程器车：这种车型配备了燃料电池和电池储能系统，但是燃料电池只起辅助作用，主要是通过电池供电带动车辆行驶，燃料电池只在电池电量不足或高速行驶时提供额外动力。
4.纯燃料电池车：这种车型只有燃料电池系统，没有电池储能系统，车辆仅通过燃料电池提供的电能驱动。
这种车型的燃料电池通常通过氢气来提供电能。
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2.3磷酸燃料电池（phosphoric acid fuel cell--PAFC）
磷酸燃料电池是当前商业化发展得最快的一种燃料电 池。使用液体磷酸为电解质。磷酸燃料电池上的白金催化剂来加 速反应。由于其工作温度较高，所以其阴极上的反应速度 要比质子交换膜燃料电池的阴极的速度快。且较高的工作 温度也使其对杂质的耐受性较强。 磷酸燃料电池的效率比其它燃料电池低，约为40%， 其加热的时间也比质子交换膜燃料电池长。优点是构造简 单，稳定，电解质挥发度低等。磷酸燃料电池可用作公共 汽车的动力。
2.1质子交换膜燃料电池（proton exchange membrane fuel cell--PEMFC）
质子交换膜燃料电池的关 键材料与部件为：1)电催化剂； 2)电极（阴极与阳极）；3）质 子交换膜；4）双极板。 工作时，氢在阳极被转变 成氢离子的同时释放出电子， 电子通过外电路回到电池阴极， 与此同时，氢离子则通过电池 内部高分子膜电解质到达阴极。 在阴极，氧气转变为氧原子， 氧原子得到从阳极传过来的电 子变成氧离子，和氢离子结合 生成水。右图是质子交换膜燃 料电池工作原理示意图
燃料电池及燃料电池汽车
内容提要
燃料电池(Fuel Cell)的基本原理及组成 燃料电池的分类 质子交换膜燃料电池的特点及研发应用现状 燃料电池的发展趋势 燃料电池汽车基本结构及特点 燃料电池汽车的研发进展
1.1燃料电池(Fuel Cell) 的基本原理
燃料电池通过氧与氢结合成水的简单电化学反应而发电。燃料电池 的基本组成有：电极、电解质、燃料和催化剂。二个电极被一个位于这它 们之间的、携带有充电电荷的固态或液态电解质分开。在电极上，催 化剂，例如白金，常用来加速电化学反应。 下图为燃料电池基本原理 示意图。
在电极上的这些反应如下： 阳极： 2H2 4H 4e 阴极： O2 4H 4e 2H2O 整体： 2H2 O2 2H2O 质子交换膜燃料电池的工作温度约为80℃。在这样的低 温下，电化学反应能正常地缓慢进行，通常用每个电极上的 一层薄的白金进行催化。 每个电池能产生约0.7伏的电，足够供一个照明灯泡使用。 驱动一辆汽车则需要约300伏的电力。为了得到更高的电压， 将多个单个的电池串联起来便可形成人们称做的燃料电池存 储器。
2.4溶化的碳酸盐燃料电池 (molten carbonate fuel cell--MCFC)
溶化的碳酸盐燃料电池与上述讨论的燃料电池差异较 大，这种电池不是使用溶化的锂钾碳酸盐就是使用锂钠碳酸 盐作为电解质。当温度加热到650℃时，这种盐就会溶化， 产生碳酸根离子，从阴极流向阳极，与氢结合生成水，二氧 化碳和电子。电子然后通过外部回路返回到阴极，在这过程 中发电。 2 CO H H O CO 2e 3 2 2 2 阳极反应： 2 2CO O 4e 2CO 2 2 3 阴极反应： 这种电池工作的高温能在内部重整诸如天然气和石油 的碳氢化合物，在燃料电池结构内生成氢。且白金催化剂可 用廉价的一类镍金属代替，其产生的多余热量还可被联合热 电厂利用。这种燃料电池的效率最高可达60%。 这种电池需要较长的时间方能达到工作温度，因此不能 用于交通运输。
2燃料电池的分类
燃料电池依据其电解质的性质而分为不同的类型，每类 燃料电池需要特殊的材料和燃料，且使用于其特殊的应用。 按电解质划分，燃料电池大致上可分为五类： 1质子交换膜燃料电池（proton exchange membrane fuel cell--PEMFC） 2碱性燃料电池（alkaline fuel cell--AFC） 3磷酸燃料电池（phosphoric acid fuel cell--PAFC） 4溶化的碳酸盐燃料电池 (molten carbonate fuel cell--MCFC) 5固态氧化物燃料电池（solid oxide fuel cell--SOFC）
1.2燃料电池系统组成
单独的燃料电池堆是不能发电并用于汽车的，它 必需和燃料供给与循环系统、氧化剂供给系统、水/热 管理系统和一个能使上述各系统协调工作的控制系统组 成燃料电池发电系统，简称燃料电池系统。 1 燃料电池组 2辅助装置和关键设备： (1)燃料和燃料储存器（包括碳氢化合物转化的重整器） (2)氧化剂和氧化剂存储器(3)供给管道系统和调节系统 （包括气体输送泵、热交换器、气体分离和净化装置） (4)水和热管理系统
500kw质子交换膜燃料电池
2.2碱性燃料电池（alkaline fuel cell--AFC）
碱性燃料电池是该技术发展最快的一种电池，主要为空间 任务，包括航天飞机提供动力和饮用水。 碱性燃料电池的设计基本与质子交换膜燃料电池相似， 但其使用的电解质为水溶液或稳定的氢氧化钾基质。电化学反 应： 阳极反应：2H 4OH 4H2O 4e 阴极反应：O2 2H2O 4e 4OH 碱性燃料电池的工作温度大约80℃。因此启动也很快， 但其电力密度却比质子交换膜燃料电池的密度低十来倍，在汽 车中使用显得笨拙。不过，它们是燃料电池中生产成本最低的， 因此可用于小型的固定发电装置。
燃料可以是H2、CH4、CH3OH、CO等，氧化剂一般是氧气或空气， 电解质可为水溶液（H2SO4、H3PO4、NaOH等）、熔融盐（NaCO3、 K2CO3）、固体聚合物、固体氧化物等。 发电时，燃料和氧化剂由电池外部分别供给电池的阳极和阴极， 阳极发生燃料的氧化反应，阴极发生氧化剂的还原反应，电解质将两 电极隔开，导电离子在电解质内移动，电子通过外电路做功并构成电 的回路。与普通电池不同的是，只要能保证燃料和氧化剂的供给，燃 料电池就可以连续不断地产生电能。 它的燃料和氧化剂不是储存在电池内，而是储存在电池外的储罐 中。当电池发电时，要连续不断地向电池内送入燃料和氧化剂，排出 反应产物，同时也要排除一定的废热，以维持电池工作温度的恒定。 FC本身只决定输出功率的大小，其储存能量则由储存在储罐内的燃料 与氧化剂的量决定。