燃料电池汽车
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。
新能源汽车的市场竞争电动燃料电池和混合动力的对比
新能源汽车的市场竞争电动燃料电池和混合动力的对比新能源汽车的市场竞争：电动燃料电池与混合动力的对比随着环境保护意识的增强和人们对可持续发展的追求，新能源汽车作为替代传统燃油汽车的重要选择，在全球范围内受到了广泛关注。
其中，电动燃料电池车和混合动力车成为了市场上的两大主流技术。
本文将对这两种新能源汽车技术进行全面对比，以探讨其市场竞争力。
一、电动燃料电池汽车电动燃料电池汽车，简称燃料电池车，利用氢气与氧气在燃料电池中发生反应，产生电能驱动车辆行驶。
与传统汽车相比，燃料电池汽车具有零排放、高续航里程、加氢便捷等优点。
1. 环保性能燃料电池汽车的尾气产物仅为纯净的水蒸气，零排放使其成为一种极为环保的交通工具。
相比之下，传统燃油汽车所排放的尾气中包含有害物质，对环境和人体健康造成较大危害。
2. 续航里程燃料电池汽车的续航里程相对较长，一次充氢可以行驶更远的距离。
这在很大程度上弥补了电动车充电时间过长、续航里程不足的问题。
3. 加氢便捷相较于电动车充电时间较长的问题，燃料电池车的加氢时间仅需几分钟即可完成。
这样的加氢便捷性可以提高用户的使用体验，满足对汽车加油的便捷性和效率性的需求。
二、混合动力汽车混合动力汽车是指同时搭载燃油发动机和电动机的汽车，通过电动机和发动机的协同工作，实现燃油和电能的双重驱动。
相对于传统燃油汽车，混合动力汽车具有燃油经济性高、续航里程长、可靠性强等特点。
1. 燃油经济性混合动力汽车通过电能驱动，在燃油发动机工作时还可以将能量回收进行储存，实现了能量的高效利用，从而在燃油经济性方面具有较大优势。
使用混合动力汽车可以显著降低燃油消耗和碳排放。
2. 续航里程与纯电动车相比，混合动力汽车不仅可以通过燃料发动机行驶，还可以通过电动机行驶，因此具有相对较长的续航里程。
对于长途出行的用户来说，混合动力汽车在续航里程方面更具优势。
3. 可靠性强混合动力汽车可以根据行驶状况自动切换至最佳驱动模式，既保证了动力性能，也延长了发动机和电池的使用寿命。
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。
燃料电池汽车发展现状
燃料电池汽车发展现状
目前，燃料电池汽车的发展正逐渐加速。
以下是一些关于燃料电池汽车发展现状的重要观点和趋势：
1. 技术进步：燃料电池汽车的核心技术包括燃料电池堆和氢气储存技术。
随着技术的不断进步，燃料电池汽车的性能得到了显著提升，包括功率密度的增加、加氢时间的缩短和续航里程的延长等。
2. 市场增长：燃料电池汽车市场正在快速增长。
根据国际能源署（IEA）的数据，燃料电池汽车销量在过去几年中呈现出稳步增长的趋势。
同时，政府对燃料电池汽车的支持政策也在不断增多，促进了市场的发展。
3. 全球化竞争：燃料电池汽车领域正在形成一个全球化竞争格局。
世界各地的汽车制造商都在积极参与燃料电池汽车的研发和生产，以争夺市场份额。
4. 基础设施建设：燃料电池汽车的普及还面临基础设施建设的挑战，主要是氢气加氢站的建设。
然而，随着氢能源基础设施的不断完善，加氢站的数量正在逐渐增加，这将进一步推动燃料电池汽车的发展。
5. 合作共赢：在燃料电池汽车领域，各个汽车制造商之间的合作也非常活跃。
许多企业选择联合开发燃料电池汽车技术，以降低成本、提高效率，并推动行业的整体发展。
总之，燃料电池汽车发展前景广阔，尽管面临一些挑战，但随着技术的推进和市场的逐步成熟，燃料电池汽车有望在未来成为一种重要的可持续交通解决方案。
典型的燃料电池汽车结构
典型的燃料电池汽车结构燃料电池汽车是一种以燃料电池为动力源的新型环保汽车，它以氢气为燃料，在经过化学反应后产生电能，并将电能转化为机械能驱动汽车运行。
典型的燃料电池汽车由以下几个主要部分组成。
1. 燃料电池堆：燃料电池堆是燃料电池汽车的核心部分，通常由多个燃料电池单元组成。
每个燃料电池单元包含正极电极（氧化剂电极）、负极电极（燃料电极）和电解质膜。
在正极电极上，氧气与电解质膜中的质子发生反应产生水；在负极电极上，氢气通过电解质膜中的质子与氧气反应生成水。
这一系列反应产生的电子通过外部电路流动，形成电流，从而产生电能。
2. 燃料供应系统：燃料供应系统主要负责将氢气从燃料储存器中供应给燃料电池堆。
燃料供应系统包括氢气储存器、氢气泵和氢气管道等组件。
氢气储存器通常采用高压氢气储存技术，将氢气以高压储存，以提供足够的燃料供应。
氢气泵则负责将储存器中的氢气加压供应给燃料电池堆。
3. 氧气供应系统：氧气供应系统主要负责将氧气从外部供应给燃料电池堆。
一般情况下，氧气可以通过从空气中吸入的方式供应给燃料电池堆，也可以通过氧气储存器供应。
氧气供应系统包括氧气过滤器、氧气泵和氧气管道等组件。
4. 冷却系统：冷却系统主要用于控制燃料电池堆的温度，以确保其正常运行。
燃料电池堆在工作过程中会产生热量，如果不能及时散热，会导致堆温度过高，影响燃料电池的寿命和性能。
冷却系统通过循环水或其他冷却介质来吸收燃料电池堆产生的热量，并将其带走，以保持堆温度在合适的范围内。
5. 控制系统：控制系统是燃料电池汽车的大脑，负责监测和控制整个系统的运行。
它可以实时监测燃料电池的工作状态、温度和压力等参数，并根据需要调整燃料供应和冷却系统等。
控制系统还可以通过与车辆的其他系统集成，实现对整车的控制和管理。
6. 电池组：燃料电池汽车中还配备了电池组，用于储存燃料电池堆产生的电能，并在需要时为电动机提供动力。
电池组通常由多个电池模块组成，每个电池模块由多个电池单体串联而成。
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。
燃料电池汽车存在的问题
燃料电池汽车存在的问题燃料电池汽车是一种使用氢气与氧气发生化学反应产生电能的汽车。
尽管燃料电池汽车具有许多优点，如零排放、高效能和长续航里程，但它们仍然面临一些问题和挑战，包括：基础设施建设：燃料电池汽车需要建设氢气供应站点，以供应和储存氢气燃料。
目前全球范围内的氢气供应基础设施相对有限，这限制了燃料电池汽车的推广和普及。
成本问题：燃料电池汽车的制造成本相对较高，主要是由于复杂的燃料电池系统和氢气储存设备的成本较高。
这导致燃料电池汽车的售价较高，限制了它们的市场竞争力。
储氢挑战：储存氢气是一个挑战，因为氢气具有极低的密度，需要高压或低温条件才能有效地储存。
氢气储存技术的开发和改进仍然需要进一步研究，以提高储氢效率和安全性。
燃料供应链：建立氢气供应链需要解决复杂的生产、储存、运输和分配问题。
这包括氢气的生产方式、运输方式以及供应链中的安全措施等方面的挑战。
安全问题：燃料电池汽车需要处理高压氢气和氢气泄漏的安全问题。
尽管燃料电池汽车在设计上具有安全性考虑，但对氢气的储存、使用和泄漏的管理仍然是一个关键问题。
高成本：目前，燃料电池汽车的制造成本较高，尤其是与传统内燃机汽车相比。
这主要是由于燃料电池组件(如燃料电池堆、储氢罐等)的制造成本较高以及加注氢气的基础设施尚未完全建立。
氢气供应链：虽然氢气被认为是燃料电池汽车的主要能源，但其生产、储存和输送过程仍然存在一定的挑战。
例如，氢气的生产需要消耗大量的能源，而且储存和输送过程中可能产生安全隐患。
基础设施建设：为了支持燃料电池汽车的使用，需要建设相应的加氢基础设施。
然而，目前全球范围内加氢站的数量有限，且分布不均，这限制了燃料电池汽车的普及。
续航里程：尽管燃料电池汽车的续航里程通常优于传统内燃机汽车，但它们在低温环境下的性能仍受到一定影响。
此外，燃料电池汽车的续航里程可能会因为驾驶习惯、道路状况等因素而降低。
安全性：燃料电池汽车的高压系统和储氢罐等部件需要高度安全保障。
名词解释燃料电池汽车
名词解释燃料电池汽车燃料电池汽车（Fuel Cell Vehicle，简称FCV）是一种使用氢气作为主要能源，通过燃料电池产生电能驱动电动机的新能源汽车。
与传统的内燃机汽车和电动汽车相比，燃料电池汽车具有零排放、高能效、快速充电等优点，被认为是未来汽车发展的重要方向之一。
燃料电池汽车的核心部件是燃料电池，它是一种将化学能直接转化为电能的装置。
燃料电池的工作原理是通过氢气与氧气在催化剂的作用下发生氧化还原反应，产生电能和水。
这个过程不涉及燃烧，因此不会产生二氧化碳等温室气体排放，对环境友好。
燃料电池汽车的动力系统主要由燃料电池堆、电动机、能量管理系统等组成。
燃料电池堆是由多个燃料电池单元串联而成，可以提供足够的电能驱动电动机。
电动机则是将电能转化为机械能，驱动汽车行驶。
能量管理系统负责控制燃料电池堆的工作状态，保证汽车在不同工况下的能量需求。
燃料电池汽车的优点主要体现在以下几个方面：1. 零排放：燃料电池汽车使用氢气作为燃料，排放物仅为水，无二氧化碳等温室气体排放，有利于环境保护。
2. 高能效：燃料电池的能量转换效率远高于内燃机，一般可达40%以上，而内燃机的效率通常在20%-30%之间。
3. 快速充电：燃料电池汽车的氢气加注时间与燃油车加油时间相当，一般在3-5分钟内即可完成，远快于电动汽车的充电时间。
4. 长续航里程：燃料电池汽车的续航里程可与传统燃油车相媲美，一般可达500-700公里。
5. 适应性强：燃料电池汽车可在各种气候条件下正常工作，不受低温、高温等极端天气影响。
然而，燃料电池汽车也存在一些挑战和问题，如氢气储存和运输的安全性、燃料电池的成本和寿命、氢能基础设施的建设等。
为解决这些问题，各国政府和企业正加大投入，推动燃料电池汽车的研发和应用。
随着技术的不断进步和成本的降低，燃料电池汽车有望在未来实现大规模推广和应用。
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。
燃料电池汽车工作原理
燃料电池汽车工作原理燃料电池汽车是一种利用燃料电池作为动力源的新型汽车，它具有零排放、高能效、低噪音等特点，被认为是未来汽车发展的方向之一。
那么，燃料电池汽车是如何工作的呢？下面我们来详细了解一下燃料电池汽车的工作原理。
首先，燃料电池汽车的核心部件就是燃料电池。
燃料电池是一种将氢气和氧气直接转化为电能的装置。
在燃料电池内部，氢气通过阳极进入燃料电池，而氧气通过阴极进入燃料电池。
在阳极和阴极之间有一层电解质膜，它能够让质子通过，但阻止电子通过，从而形成电化学反应。
当氢气和氧气在电解质膜两侧相遇时，氢气的质子通过电解质膜向阴极迁移，而氢气的电子则通过外部电路流向阴极，这样就产生了电流。
而氢气的质子和电子在阴极处与氧气结合生成水，这就是燃料电池的工作原理。
其次，燃料电池汽车还包括了氢气储存装置和电动驱动装置。
氢气储存装置用来存储氢气，一般采用高压氢气储罐的形式。
而电动驱动装置则通过控制燃料电池输出的电能驱动电动机，从而驱动汽车行驶。
在燃料电池汽车行驶过程中，燃料电池不断地将氢气和氧气转化为电能，驱动电动机运转，从而推动汽车前进。
最后，燃料电池汽车还配备了能量回收装置。
在汽车制动或减速时，能量回收装置能够将部分动能转化为电能储存在电池中，以便在需要时供给电动机使用，提高能量利用效率。
总的来说，燃料电池汽车通过燃料电池将氢气和氧气转化为电能驱动电动机，实现汽车的动力输出。
与传统燃油汽车相比，燃料电池汽车具有零排放、高能效、低噪音等优点，是未来汽车发展的重要方向之一。
希望通过本文的介绍，读者能对燃料电池汽车的工作原理有一个更加深入的了解，相信随着技术的不断进步和成本的不断降低，燃料电池汽车将会在未来得到更广泛的应用。
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。
燃料电池汽车技术的发展现状与前景
燃料电池汽车技术的发展现状与前景燃料电池汽车是一种新型的环保汽车，它可以将氢气和氧气转化为电能来驱动电动汽车，产生的唯一废水为纯净的水蒸气，对环境几乎没有污染，是一种真正意义上的零排放汽车。
目前，燃料电池汽车被视为新能源汽车领域的重要发展方向。
在世界范围内，众多汽车生产商都在积极推广燃料电池汽车技术，比如丰田、本田、奔驰、福特、宝马等国际大品牌，都已经推出了自己的燃料电池汽车产品，为这一技术的发展注入了强劲的动力。
而在国内，燃料电池汽车技术的研究也获得了大力支持。
政府出台了一系列支持新能源汽车发展的政策，大量的燃料电池汽车项目也在陆续启动。
目前，中国已经成为全球最大的新能源汽车市场之一。
但是，燃料电池汽车技术的发展还存在着一些困难和挑战。
以下介绍其中的几个：1. 氢气的产生和存储成本问题。
氢气虽然是一种非常清洁的燃料，但是其产生和储存的成本相对较高。
如果想要广泛推广燃料电池汽车，必须探索出更低成本、更高效率的氢气生产和储存技术。
2. 燃料电池的寿命和耐久性问题。
目前的燃料电池寿命相对较短，通常只有五到十年。
而且在使用过程中容易受到环境影响和损坏，这也是一个亟需解决的问题。
3. 储氢罐的安全问题。
燃料电池汽车使用的储氢罐必须承受非常高的压力，因此一旦发生事故，储氢罐中的氢气有可能造成爆炸。
此外，储氢罐也需要考虑自然灾害等多方面的安全性问题。
4. 燃料电池汽车的生产和推广问题。
燃料电池汽车相对于传统汽车而言，生产工艺和研发成本都非常高。
从推广的角度看，如何满足消费者的需求、如何在市场上取得竞争优势也是需要认真思考和解决的问题。
尽管如此，随着技术的不断提高，燃料电池汽车技术的发展前景依然广阔。
燃料电池汽车有着低污染、低碳排放、高效节能、噪音小、驾驶舒适等优点。
如果将其推广开来，可以大大减少传统汽车所产生的尾气和废气排放，减轻环境负担，改善空气质量，也能极大地促进清洁能源技术的发展和应用。
由此可见，燃料电池汽车技术的发展现状和前景非常值得关注。
氢燃料电池汽车原理
氢燃料电池汽车原理
氢燃料电池汽车是一种使用氢气作为燃料并通过氢与氧的电化学反应产生电能驱动电动机的车辆。
它的工作原理主要可以分为以下几个步骤：
1. 氢气供应：氮、氧等杂质被去除后，氢气从氢气储存罐中释放出来，通过氢气供应系统进入燃料电池。
2. 氢气与氧气的反应：在燃料电池中，氢气通过阳极（负极）进入，同时氧气通过阴极（正极）进入。
在经过负载（例如电动机）时，氢气中的电子会被氢气反应掉，生成氢离子
（H+），同时产生一个电子。
这个电子会在外部电路中产生
电流。
3. 电子流动：由于氧气在阴极与氢气在阳极的电化学反应产生电子，所以电子在阳极与阴极之间通过外部电路流动。
这个电子流就是真正产生能量的部分。
4. 氢气与氧气的结合：在阴极（正极）处，氢离子与氧气中的电子和气体结合，形成水（H2O），同时释放出热量。
5. 产生电能：通过将电子流接入电动机，电能会转化为机械能，从而驱动汽车前进。
需要注意的是，燃料电池汽车并不直接燃烧氢气，而是通过氢气与氧气的电化学反应将化学能转化为电能。
同时，燃料电池汽车的排放物仅为水，具有较好的环保性能。
燃料电池汽车技术现状与发展趋势分析
燃料电池汽车技术现状与发展趋势分析近年来，低碳环保成为全球汽车行业发展的主要趋势。
燃料电池作为一种新型的清洁能源，以其高效、无污染的特点备受关注。
燃料电池汽车是一种利用氢气作为燃料进行动力转换的汽车，其优点包括零排放、高效率、低噪音等，是未来汽车发展方向的趋势之一。
本文将对燃料电池汽车技术的现状与发展趋势进行分析。
一、燃料电池汽车技术现状目前，燃料电池汽车技术已经进入了商业化阶段。
按照燃料电池的不同类型，可分为质子交换膜燃料电池（PEMFC）、固体氧化物燃料电池（SOFC）和碱性燃料电池（AFC）等。
其中，PEMFC最为成熟，也是目前商业化应用最广泛的燃料电池汽车技术。
在国内，北汽新能源、比亚迪等车企已经成功推出了多款燃料电池汽车，并开始进行批量生产。
目前，我国燃料电池汽车的总量已经超过1000辆，但还远远满足不了未来市场的需求。
因此，燃料电池汽车技术的进一步发展仍需加强。
二、燃料电池汽车技术发展趋势1.燃料电池核心技术持续提升燃料电池核心技术是影响燃料电池汽车发展的最重要因素。
在氢气储存、电化学催化和高温材料等方面，燃料电池汽车技术仍需进一步提升。
特别是在氢气储存方面，目前的技术存在成本高和安全隐患等问题，需要不断研究和创新。
2.燃料电池汽车商业化加速随着燃料电池汽车技术的不断成熟，燃料电池汽车商用化步伐正在加速。
同时，政府对燃料电池汽车的支持力度也在不断加大，为燃料电池汽车的发展提供了良好的政策环境。
未来，燃料电池汽车将逐渐进入大众市场，并占据汽车市场的一定份额。
3.燃料电池汽车关键零部件国产化燃料电池汽车关键零部件的国产化将有助于减少对进口零部件的依赖，节约成本，同时提高燃料电池汽车产业的自主创新能力。
目前，国内燃料电池核心部件的国产化率已经有所提高，但整个产业链的国产化率仍然不高，需要进一步加大投入。
4.燃料电池汽车应用场景不断拓展燃料电池汽车应用场景的不断拓展也是未来发展的重点之一。
目前，燃料电池汽车主要应用于出租车、公交车等城市公共交通领域。
燃料电池汽车的结构组成
燃料电池汽车的结构组成燃料电池汽车的结构组成燃料电池汽车是一种新型的环保、高效的汽车。
它的特点是使用氢气和氧气反应产生电能，产生的唯一副产品是水蒸气，因此不会产生污染物和温室气体。
燃料电池汽车既有传统汽车的功能，也有新能源汽车的优点，具有很大的发展潜力。
接下来，让我们了解一下燃料电池汽车的结构组成。
1. 燃料电池燃料电池是燃料电池汽车的核心部件之一。
它是将氢气和氧气在催化剂的作用下产生电能的设备，也是燃料电池汽车的能量来源。
燃料电池虽然有各种类型，但应用于汽车的主要类型是质子交换膜燃料电池（PEMFC）和固体氧化物燃料电池（SOFC）。
燃料电池具有高能量密度、零排放、高效率和长寿命等优点，是未来汽车发展的重点领域之一。
2. 燃料电池堆燃料电池堆是燃料电池汽车的另一个核心部件。
它是由许多单独的燃料电池组合而成的，每个燃料电池都能产生一定的电能。
燃料电池堆能够产生足够的电能以提供燃料电池汽车的所有动力需求。
在燃料电池堆中，各个燃料电池之间的连通体系通常是由沟槽、流道和密封件等组成的。
3. 燃料氢气系统燃料氢气系统是燃料电池汽车的重要组成部分。
它主要由氢气储存罐、压缩机、气体管道、调压器和反应器等组成。
在燃料电池汽车中，氢气作为燃料被输送到燃料电池中反应，产生电能。
燃料氢气系统不仅可以提供燃料电池汽车的动力需求，还可以为燃料电池系统提供氢气，是燃料电池汽车的核心部件之一。
4. 氧气系统氧气系统是燃料电池汽车的另一个重要组成部分。
它主要由空气滤清器、压缩机、气体管道和反应器等组成。
在燃料电池汽车中，氧气被输送到燃料电池中参与反应，产生电能。
氧气系统的重要性不亚于燃料氢气系统，两者的配合是燃料电池汽车能够高效工作的基础。
5. 控制和监测系统控制和监测系统是燃料电池汽车保障安全和正常工作的关键。
它主要由电池管理控制系统、温度管理系统、供电和储能系统、车内及车外控制系统等组成。
每个子系统都有自己的责任，能够保障燃料电池汽车的正常工作。
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
燃料电池电动汽车主要由燃料电池系统、驱动系统、能量储存系统，以及辅助系统等多个子系统构成。
其中，燃料电池系统是汽车的主要能源提供部分，包括燃料电池堆、空气供应系统、燃料供应系统、热管理系统以及电子控制系统。
燃料电池堆主要负责将燃料和氧气通过电化学反应发生能量转换，生成电能。
空气供应系统和燃料供应系统则分别负责为燃料电池堆提供必要的氧气和燃料。
热管理系统则对燃料电池堆所发生的温度进行有效管理。
电子控制系统则是对燃料电池系统的整体运作进行控制。
驱动系统是汽车的动力输出部分，包括传动系统、差速器、转向系统、制动系统等。
传动系统将燃料电池提供的电力，转化为汽车的动力，通过差速器，将动力平均分配到各驱动轮；转向系统和制动系统则负责汽车的转向和制动操作。
能量储存系统主要负责储存燃料电池产生的电力，以备不时之需。
这一部分主要包括电池、超级电容器、飞轮等存储设备。
这一部分的设计，既要考虑到设备的效率，也要考虑到设备的安全性。
辅助系统则包括供电系统、冷却系统，车辆信息管理系统以及其他附属设备。
这些辅助系统，负责对汽车的运行进行辅助，以保证汽车的正常行驶。
从上述可见，燃料电池电动汽车的结构组成十分复杂，各部分都需要精细的设计和精确的控制，以保证汽车的高效、安全与稳定的运行。
新能源燃料汽车的原理
新能源燃料汽车的原理
新能源燃料汽车通常使用电力或氢气作为燃料。
以下是两种主要类型的新能源燃料汽车的工作原理：
1. 电力驱动的汽车：
- 蓄电池储存电能：汽车上安装有大容量的蓄电池组，用于存储电能。
这些蓄电池可以通过外部电源充电，也可以通过车辆行驶中的动力系统供电进行充电。
- 电机转换电能：电能从蓄电池组释放出来，并由电机转换为机械能。
电机通过驱动轮胎提供动力，使汽车行驶。
- 回收制动能量：在制动过程中，摩擦制动系统将车辆的动能转化为热能浪费掉。
相比之下，电力汽车可以通过回收制动能量将部分动能转化为电能，重新充电蓄电池。
2. 氢燃料电池汽车：
- 氢气供应系统：汽车上装有一个氢气储存罐，其中存储高压氢气。
氢气可以从加氢站或其他氢气来源中充入氢气储存罐中。
- 燃料电池：汽车上安装了一个燃料电池系统，其中包括堆、氧化剂供应系统和电子控制装置。
氢气从储存罐中流入燃料电池堆，并与氧气（通常来自空气）反应，产生电能。
- 电动机：燃料电池产生的电能被输送到电动机，通过驱动轮胎提供动力，使汽车行驶。
- 尾气排放：氢气燃烧反应产生的主要副产品是水蒸气，因此氢燃料电池汽
车排放的主要是热量和水蒸气，对环境影响较小。
无论是电力驱动的汽车还是氢燃料电池汽车，均以替代传统石油燃料汽车的方式提供动力，从而减少了对有限的石油资源的依赖，并减少了尾气排放和对环境的影响。
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机，因此不受卡诺循环的限制，效率很高。理论上能量效率可接近 100％，目前热、电总效率已达80%。 • 排气清洁，对环境污染少
燃料电池没有燃烧过程，用化学方式直接转换化学能，称为“冷 燃烧”，所以氢/氧燃料电池的产物只有水，没有其他废气排出，属 于零排放或接近零排放。
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燃料电池汽车在国内的发展
• 研制的“超越”系列、“上海牌”、“帕萨特”、“奔 腾”、“志翔”等燃料电池汽车经受住了大规模、高温、 大强度示范考核，成功服务于2008北京奥运会和2010年 上海世博会。
• 在燃料电池关键基础技术研究方面，开发出高活性、抗聚 集的电催化剂，以及高比表面积、抗氧化的担体，开发出 了与国际商品化水平相当的增强型符合自增湿质子交换膜， 研制出高导电性/高稳定性碳纸，初步解决了双极板的抗
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通用Sequel燃料电池车
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本田燃料电池车FCX
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三菱燃料电池车“MITSUBISHI FCV”
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日产奇骏燃料电池车
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燃料电池车工作原理
• 燃料电池车的动力系统与混和动力车大体相似 ，主要由控制系统、驱动系统、辅助动力系统和 电池组等部分构成，其中辅助动力为燃料电池。
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（1）能源问题
十几二十年之后，我国汽车的普及率完全可能接 近发达国家的水平。如果按欧洲的一半，即每千 人300辆计算，总保有量就是4.5亿辆。
按每辆汽车年消耗燃油1吨计（目前欧洲的水平 1.5吨，日本1吨，中国2.2吨），4.5亿辆车需要 4.5吨燃油。
有关专家预测，2020年国内的石油年产量可达到 1.8亿吨，如进口 2.7亿吨，共计4.5亿吨。如其中 2/3给汽车用，炼成燃油约2亿吨。汽车燃油存在2 亿吨以上巨大缺口。
以及环境适应性有较大提高 ✓ 我国已成为世界上少数几个掌握车用百千瓦级
燃料电池发动机研发、制造以及测试技术的国 家之一
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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。
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燃料电池汽车在国内的发展
上海神力科技
• 截至2010年12月31日，上海神力科技有限公司 已申请国内外燃料电池技术相关专利347项，其 中发明专利 176项；累计获得专利授权304项，其 中发明专利126项，包括美国专利4项。
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燃料电池汽车在国内的发展
上海神力科技
• 产品名称：【轿车用燃料电池动力系统】
• 在车辆行驶之初，蓄电池处于电量饱满状态
，其能量输出可以满足车辆要求，燃料电池动力 系统不需要工作； 电池电量低于60％时，燃料电池动力系统起动：
当车辆能量需求较大时，燃料电池动力系统 与蓄电池组同时为驱动系统提供能量；
当车辆能量需求较小时，燃料电池动力系统 为驱动系统提供能量的同时，还给蓄电池组进行 充电。
在运行过程中没有噪音，振动很小。
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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：
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燃料电池汽车在国内的发展
客 车 用 燃 料 电 池 动 力 系 统
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电动汽车关键零部件之一 — 燃料电池
• 燃料电池可靠性、寿命等方面取得较大进展， 经受住奥运示范等一系列国际示范应用活动的 考验
✓ 低压燃料电池电堆动态寿命提升 ✓ 燃料电池发动机输出功率大幅提升 ✓ 整机运行的可靠性、耐久性和低温启动性能，
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• 过载能力强 燃料电池的短时过载能力可达200％的额定功率或更
大，而内燃机没有这样强的过载能力，燃料电池的这个特 点特别适合汽车的短时加速的特性。
• 构造简单，维护保养方便，容易实现模块化 燃料电池容易通过模块化组合，串联、并联，提高输
出功率。
• 噪声小、振动少，对机械加工要求不高 燃料电池属于静态能量转换装置，无运动部件，因此
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• 1.发展燃料电池汽车的必要性 • 2.燃料汽车工作原理与优点 • 3.燃料电池汽车在国内外的发展 • 4.简介车用燃料电池简介.
30000
25000
20000
货车
15000
客车
轿车
10000
5000
0 2010年 2015年 2020年 2025年 2030年
我国未来汽车保有量预测（单位：万辆）
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汽车工业发展也面临二氧化碳排放的巨大压力
世界石油平均价格（FOB）
欧美日汽车二氧化碳排放限值
•2009年9月胡锦涛 主席在联合国气候 变化峰会上承诺， 中国5年减排15亿吨 CO2。
•发达国家汽车行业 CO2排放量约占总排 放量25%左右。
•我国在售轿车百公 里油耗平均8.06升 ，相当汽车每公里 二氧化碳排放量为 161.2g。
料电池动力系统的30辆轿车作为VIP接送车提供全程服务。
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燃料电池汽车在国内的发展
上海神力科技
【轿车用燃料电池动力系统】
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燃料电池汽车在国内的发展
上海神力科技
• 产品名称：【客车用燃料电池动力系统】
• 产品介绍： 燃料电池城市客车为零排放、低噪音的新 一代城市公交最理想的交通工具，代表城市公交的发展方 向。燃料电池城市客车发动机构造和工作原理与传统内燃 发动机相比发生了革命性的变化，采用燃料电池加氢瓶 的结构完全替换传统汽车中内燃机加油箱的动力系统；发 动机的能量转换效率高，汽油车效率从油箱到车轮为 16%，而氢燃料电池车为50%以上，效率提高近四倍。
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燃料电池汽车在国内的发展
上海神力科技
• 上海神力科技有限公司成立于1998年6月，是国 家科技部重点培育、 上海市各级政府重点支持的 民营新能 源高科技企业。 神力科技是以氢质子交 换膜燃料电池技术、全钒液流储能电 池技术研发 和产业化为发展目标，是目前中国燃料电池技术 研发 和产业化的领先者。
• 美国政府对燃料电池汽车支持在布什任职期间达到顶峰；在奥巴马政 府期间，美国能源部宣布从美国振兴计划（American Recovery and Reinvestment Act Funding）中拨款4190万美元支持燃料电池特种车 的研发和示范，另在2011年美国财政预算中安排5000万美元用于燃 料电池和氢能技术研发。
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燃料电池汽车在国外的发展
日本
• 去年6月12日，日本自民党“资源能源战略调查会”提交议案《实现氢 社会政策建言》，提出了具体的氢燃料电池车普及目标和政策支持措 施。
• 同年6月19日，以上述提案为基础，日本经济产业省制定了从目前到 2040年的氢能源普及路线图
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燃料电池汽车在国外的发展
欧盟
• 继在第六框架计划中拿出大量资金用于燃料电池汽车和氢能的研究之 后，2009年，欧盟批准燃料电池和氢能技术项目行动计划，计划从欧 盟第七框架计划中拿出4.7亿欧元，持续资助燃料电池汽车及基础设 施技术研发。
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氢气燃料电池示意图
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• 阳极的催化剂将氢分子电离，生成氢离子( )，氢 离子透过质子交换膜到达阴极，与氧分子结合，生 成水；同时，阳极反应生成的电子，通过外部负载 形成电流，到达阴极。 其反应机理可以用方程式来表示： 阳极： 阴极： 电池总反应：
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燃置，与车用内燃机相比较,主要具有以下 优点:
• 产品介绍：装载神力科技燃料电池动力系统的燃料电池 轿车在2008北京奥运会期间作为VIP接送车提供服务。 2009年1月到6月，结束奥运会示范运行的16辆燃料电池 帕萨特领驭轿车(其中14辆装载神力科技的燃料电池动力 系统) 在美国加州进行为期6个月的示范运行，累计行驶里 程37008km。
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2010上海世博会6个月运行期间，装载神力科技燃
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（2）大气污染问题
• 我国城市环境污染治理仍然严峻。２０ ０６年全国监测的５５９个城市中，空 气质量达到三级标准的城市占２８．５ ％、劣于三级标准的城市占９．１％。 全国共有39个城市的空气质量低于三级。 有数据表明，机动车排放越来越成为城 市的主要大气污染源。
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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。
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燃料电池汽车在国外的发展
德国
• 德国政府也高度重视燃料电池汽车及氢能研发，该国交通部、环境署、 经济部等部门联合启动燃料电池及氢能国家创新计划，拟与企业联合 出资14亿欧元，用于燃料电池汽车、氢能等关键技术研发，以确定德 国在燃料电池汽车领域的国际领先地位和竞争力。
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燃料电池汽车在国外的发展
美国
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燃料电池汽车在国外的发展
• 此外，加拿大、韩国、澳大利亚、巴西、法国 和英国等国家政府均积极支持燃料电池汽车和 氢能研发。
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燃料电池汽车在国内的发展
• 在国家“十五”“863”计划电动汽车关键技术重大科技专 项和“十一五”节能与新能源汽车重大项目支持下，我国 燃料电池汽车技术研发取得重要进展，基本掌握了整车、 动力系统与关键零部件的核心技术;建立了具有自主知识 产权的燃料电池汽车动力系统技术平台;形成了燃料电池 发动机、动力电池、DC/DC变换器、驱动电机、储氢与供 氢系统等关键零部件配套研发体系，具有百量级燃料电池 汽车动力系统平台与整车生产能力。