第四章 燃料电池电动汽车
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图4-6 质子交换膜燃料电池结构及工作原理图
4.2.3 燃料电池的分类
知识点 • 质子交换膜燃料电池工作原理
➢ 氢气从氢气进口进入装置后在阳极 失电子变成氢离子，氢离子穿过质 子交换膜在阴极同氧气以及经过外 电路来到阴极的电子一起发生反应 生成水。
➢ 反应的进行伴随着电流的生成，反 应产物只有水。
图4-5 燃料电池+蓄电池+超级电容混合动力系统结构图
第四章 燃料电池电动汽车
4.2 燃料电池
知识点 4.2.1 燃料电池性能指标 4.2.2 燃料电池特点 4.2.3 燃料电池分类
知识点
4.2 燃料电池
燃料电池 (Fuel Cell ，FC) 是一种化学电池, 它直接把 物质发生化学反应时释放出 的能量变换为电能, 工作时 需要连续地向其供给燃料和 氧化剂。
知识点
4.1.1 燃料电池汽车特点
• 燃料电池电动汽车（Fuel Cell Electric Ve h i c l e ） 是 电 动 汽 车 的 主 要 种 类 之 一 。
• 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。
4.1.3 燃料电池电动汽车分类
知识点
1. 按燃料特点分类 • 直接燃料电池电动汽车 • 重整燃料电池电动汽车 • 直接燃料电池电动汽车的燃料主要是氢
气； • 重整燃料电池电动汽车的燃料主要有汽
油、天然气,甲醇, 甲烷、 液化石油气等。
Logo
4.1.3 燃料电池电动汽车分类
知识点
2.按照氢燃料的存储方式分类 • 分为压缩氢燃料电池电动汽车、 液氢燃
Logo
4.2.3 燃料电池的分类
知识点 • 质子交换膜燃料电池工作原理
阳极反应式：
阴极反应式：
O2 4e 4H 2H2O
电池的总反应式为：
4.2.3 燃料电池的分类
知识点 • 质子交换膜燃料电池优点
(1) 能量转化效率 (2) 可实现零排放 (3) 运行噪声低，可靠性高 (4) 维护方便 (5) 发电效率平稳 (6) 氢来源广泛
4.2.3 燃料电池的分类
知识点 • 质子交换膜燃料电池缺点
(1) 成本高 (2) 对氢的纯度要求高
4.2.3 燃料电池的分类
知识点 2. 熔融碳酸盐燃料电池
1. 熔融碳酸盐燃料电池（MCFC）是 由多孔陶瓷阴极、多孔陶瓷电解质 隔膜、多孔金属阳极、金属极板构 成的燃料电池。
图4-7 熔融碳酸盐燃料电池
4.1.3 燃料电池电动汽车分类 知识点
3. 按动力系统驱动形式分类 • 纯燃料电池驱动 (PFC)
图4-2 纯燃料电池动力系统结构图
4.1.3 燃料电池电动汽车分类 知识点
3. 按动力系统驱动形式 分类 • 燃料电池与辅助蓄电
池联合驱动 (FC+B)
图4-3 燃料电池+蓄电池混合动力系统结构图
知识点
1. 额定电压 2. 额定电流 3. 额定功率 4. 电流密度 5. 功率密度 6. 寿命 7. 效率 8. 成本
4.2.1 燃料电池性能指标
知识点
4.2.1 燃料电池特点
① 效率高 ② 噪声低 ③ 占地面积小、建造时间短 ④ 污染小 ⑤ 所用燃料广泛 ⑥ 用途广
Logo
4.2.3 燃料电池的分类
第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章
电动汽车概论
绪论 纯电动汽车 混合动力电动汽车 燃料电池电动汽车 电动汽车充电技术 电动汽车新技术
第四章 燃料电池电动汽车
4.1
概述
4.2
燃料电池
4.3
燃料电池电动汽车能量控制分析
第四章 燃料电池电动汽车
4.1 概述
知识点 4.1.1 燃料电池电动车特点 4.1.2 燃料电池汽车基本构成 4.1.3 燃料电池汽车分类
知识点 一．质子交换膜燃料电池 二．熔融碳酸盐燃料电池 三．固体氧燃料电池 四．磷酸燃料电池
4.2.3 燃料电池的分类
知识点 1. 质子交换膜燃料电池
1. 其内部结构主要由质子交换膜、阴 极、阳极、阴极流场板、阳极流场 板以及阴极和阳极催化剂层组成。
2. PEMFC 主要通过氢气与氧气发生 化学反应来产生电能。
知识点
优点
• 1. 低噪声 • 2.续驶里程长 • 3.绿色环保 • 4.效率高
4.1.1 燃料电池汽车特点
4.1.1 燃料电池汽车特点
知识点
缺点 • 制造成本和使用成本过高； • 起动时间长； • 重量和体积较大。
4.1.2 燃料电池汽车结构
知识点
• 燃料电池电动汽车主要结 构有：驱动电机、燃料电 池升压器、燃料电池、高 压储氢罐、蓄电池组等组 成。
4.2.3 燃料电池的分类
知识点
• 熔融碳酸盐燃料电池工作原理
➢ 氧化剂中的O2和CO2在阴极与电子 进行氧化反应产生CO32-，电解质 板中的CO32-直接从阴极移动到阳 极，燃料气中的H2与CO32-在阳极 发生反应，生成了CO2、H2O和电 子。
知识点
4.1.1 燃料电池汽车特点
• 燃料电池电动汽车（Fuel Cell Electric Ve h i c l e ） 是 电 动 汽 车 的 主 要 种 类 之 一 。
• 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。
4.1.3 燃料电池电动汽车分类 知识点
3. 按动力系统驱动形式分 类 • 燃料电池与超级电容联
合驱动 (FC+C)动力系统
图4-4 燃料电池+超级电容混合动力系统结构图
4.1.3 燃料电池电动汽车分类
知识点
3. 按动力系统驱动形式分 类 • 燃料电池与辅助蓄电池
和超级电容联合驱动 (FC+B+C)动力系统
图4-1 燃料电池电动汽车基本结构图
4.1.2 燃Baidu Nhomakorabea电池汽车结构
知识点
燃料电池电动汽车的工作原理
• 高压储氢罐中的氢气和空气中的 氧气在汽车搭载的燃料电池中发 生氧化还原反应，产生出电能， 确定电机工作，驱动电机产生的 机械能经传动机构传给驱动轮， 驱动汽车行驶。
图4-1 燃料电池电动汽车基本结构图
料电池电动汽车和)吸附氢燃料电池电动 汽车。
4.1.3 燃料电池电动汽车分类
知识点
3. 按动力系统驱动形式分类 • 纯燃料电池驱动 (PFC)、 • 燃料电池与辅助蓄电池联合驱动 (FC+B) • 燃料电池与超级电容联合驱动 (FC+C) • 燃料电池与辅助蓄电池和超级电容联合驱
动 (FC+B+C)
4.2.3 燃料电池的分类
知识点 • 质子交换膜燃料电池工作原理
➢ 氢气从氢气进口进入装置后在阳极 失电子变成氢离子，氢离子穿过质 子交换膜在阴极同氧气以及经过外 电路来到阴极的电子一起发生反应 生成水。
➢ 反应的进行伴随着电流的生成，反 应产物只有水。
图4-5 燃料电池+蓄电池+超级电容混合动力系统结构图
第四章 燃料电池电动汽车
4.2 燃料电池
知识点 4.2.1 燃料电池性能指标 4.2.2 燃料电池特点 4.2.3 燃料电池分类
知识点
4.2 燃料电池
燃料电池 (Fuel Cell ，FC) 是一种化学电池, 它直接把 物质发生化学反应时释放出 的能量变换为电能, 工作时 需要连续地向其供给燃料和 氧化剂。
知识点
4.1.1 燃料电池汽车特点
• 燃料电池电动汽车（Fuel Cell Electric Ve h i c l e ） 是 电 动 汽 车 的 主 要 种 类 之 一 。
• 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。
4.1.3 燃料电池电动汽车分类
知识点
1. 按燃料特点分类 • 直接燃料电池电动汽车 • 重整燃料电池电动汽车 • 直接燃料电池电动汽车的燃料主要是氢
气； • 重整燃料电池电动汽车的燃料主要有汽
油、天然气,甲醇, 甲烷、 液化石油气等。
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4.1.3 燃料电池电动汽车分类
知识点
2.按照氢燃料的存储方式分类 • 分为压缩氢燃料电池电动汽车、 液氢燃
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4.2.3 燃料电池的分类
知识点 • 质子交换膜燃料电池工作原理
阳极反应式：
阴极反应式：
O2 4e 4H 2H2O
电池的总反应式为：
4.2.3 燃料电池的分类
知识点 • 质子交换膜燃料电池优点
(1) 能量转化效率 (2) 可实现零排放 (3) 运行噪声低，可靠性高 (4) 维护方便 (5) 发电效率平稳 (6) 氢来源广泛
4.2.3 燃料电池的分类
知识点 • 质子交换膜燃料电池缺点
(1) 成本高 (2) 对氢的纯度要求高
4.2.3 燃料电池的分类
知识点 2. 熔融碳酸盐燃料电池
1. 熔融碳酸盐燃料电池（MCFC）是 由多孔陶瓷阴极、多孔陶瓷电解质 隔膜、多孔金属阳极、金属极板构 成的燃料电池。
图4-7 熔融碳酸盐燃料电池
4.1.3 燃料电池电动汽车分类 知识点
3. 按动力系统驱动形式分类 • 纯燃料电池驱动 (PFC)
图4-2 纯燃料电池动力系统结构图
4.1.3 燃料电池电动汽车分类 知识点
3. 按动力系统驱动形式 分类 • 燃料电池与辅助蓄电
池联合驱动 (FC+B)
图4-3 燃料电池+蓄电池混合动力系统结构图
知识点
1. 额定电压 2. 额定电流 3. 额定功率 4. 电流密度 5. 功率密度 6. 寿命 7. 效率 8. 成本
4.2.1 燃料电池性能指标
知识点
4.2.1 燃料电池特点
① 效率高 ② 噪声低 ③ 占地面积小、建造时间短 ④ 污染小 ⑤ 所用燃料广泛 ⑥ 用途广
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4.2.3 燃料电池的分类
第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章
电动汽车概论
绪论 纯电动汽车 混合动力电动汽车 燃料电池电动汽车 电动汽车充电技术 电动汽车新技术
第四章 燃料电池电动汽车
4.1
概述
4.2
燃料电池
4.3
燃料电池电动汽车能量控制分析
第四章 燃料电池电动汽车
4.1 概述
知识点 4.1.1 燃料电池电动车特点 4.1.2 燃料电池汽车基本构成 4.1.3 燃料电池汽车分类
知识点 一．质子交换膜燃料电池 二．熔融碳酸盐燃料电池 三．固体氧燃料电池 四．磷酸燃料电池
4.2.3 燃料电池的分类
知识点 1. 质子交换膜燃料电池
1. 其内部结构主要由质子交换膜、阴 极、阳极、阴极流场板、阳极流场 板以及阴极和阳极催化剂层组成。
2. PEMFC 主要通过氢气与氧气发生 化学反应来产生电能。
知识点
优点
• 1. 低噪声 • 2.续驶里程长 • 3.绿色环保 • 4.效率高
4.1.1 燃料电池汽车特点
4.1.1 燃料电池汽车特点
知识点
缺点 • 制造成本和使用成本过高； • 起动时间长； • 重量和体积较大。
4.1.2 燃料电池汽车结构
知识点
• 燃料电池电动汽车主要结 构有：驱动电机、燃料电 池升压器、燃料电池、高 压储氢罐、蓄电池组等组 成。
4.2.3 燃料电池的分类
知识点
• 熔融碳酸盐燃料电池工作原理
➢ 氧化剂中的O2和CO2在阴极与电子 进行氧化反应产生CO32-，电解质 板中的CO32-直接从阴极移动到阳 极，燃料气中的H2与CO32-在阳极 发生反应，生成了CO2、H2O和电 子。
知识点
4.1.1 燃料电池汽车特点
• 燃料电池电动汽车（Fuel Cell Electric Ve h i c l e ） 是 电 动 汽 车 的 主 要 种 类 之 一 。
• 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。
4.1.3 燃料电池电动汽车分类 知识点
3. 按动力系统驱动形式分 类 • 燃料电池与超级电容联
合驱动 (FC+C)动力系统
图4-4 燃料电池+超级电容混合动力系统结构图
4.1.3 燃料电池电动汽车分类
知识点
3. 按动力系统驱动形式分 类 • 燃料电池与辅助蓄电池
和超级电容联合驱动 (FC+B+C)动力系统
图4-1 燃料电池电动汽车基本结构图
4.1.2 燃Baidu Nhomakorabea电池汽车结构
知识点
燃料电池电动汽车的工作原理
• 高压储氢罐中的氢气和空气中的 氧气在汽车搭载的燃料电池中发 生氧化还原反应，产生出电能， 确定电机工作，驱动电机产生的 机械能经传动机构传给驱动轮， 驱动汽车行驶。
图4-1 燃料电池电动汽车基本结构图
料电池电动汽车和)吸附氢燃料电池电动 汽车。
4.1.3 燃料电池电动汽车分类
知识点
3. 按动力系统驱动形式分类 • 纯燃料电池驱动 (PFC)、 • 燃料电池与辅助蓄电池联合驱动 (FC+B) • 燃料电池与超级电容联合驱动 (FC+C) • 燃料电池与辅助蓄电池和超级电容联合驱
动 (FC+B+C)