燃料电池电动汽车---氢能精选文档PPT课件
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新能源汽车课件氢气汽车教学PPT
（3）沸点最低：氢的沸点为-252.8℃，属超低温。 （4）理论混合比最大：氢的理论混合比为34.48 （5）质量低热值最大：氢的质量低热值为
119.9MJ/kg （6）分子变更系数最小：氢是上列燃料中，燃烧
后的分子数比燃烧前少的惟一燃料，故分子变更 系数最小，等于0.8521
h
13
（7）不含碳的燃料，废气中的主要成分是燃烧后 的生成物H2O、空气中的N2，燃烧后空气中剩余的 O2以及在高温下生成的NOx没有汽油及柴油车所排 出的CO、HC以及微粒、铅、硫等有害物质，不会 诱发光化学烟雾，也没有导致地球温室效应的 CO2 。
这是在研究中的新方法。光解法制氢是在光 催化剂的作用下，利用光能将水分解氢和氧，其 反应可以下列总式表示：
h
11
3．氢气的理化性质
h
12
（1）氢气在常温、常压下是无色、无味、无毒的气体， 其分子式是H2。氢气的组成决定了其理化性能。
（2）最轻：氢气的分子量等于2，其密度仅为空 气的1/14.5。
氢是上列燃料中燃烧后的分子数比燃烧前少的惟一燃料故分子变更系数最小等于08521147不含碳的燃料废气中的主要成分是燃烧后的生成物h2o空气中的n2燃烧后空气中剩余的o2以及在高温下生成的nox没有汽油及柴油车所排出的cohc以及微粒铅硫等有害物质不会诱发光化学烟雾也没有导致地球温室效应的co2
氢气汽车
（11）容积系数太小，加上沸点低，决定了氢比 其他燃料的储带难度都要大。
h
15
4．氢气的携带方式及氢气汽车类型
（1）压缩氢汽车 （2）液化氢汽车 （3）吸附氢汽车
h
16
（1）压缩氢汽车
氢气以20～25MPa的压力储存于高压容器中。 工作时经降压、计量和混合后进入气缸，也可以 直接喷入气缸。
119.9MJ/kg （6）分子变更系数最小：氢是上列燃料中，燃烧
后的分子数比燃烧前少的惟一燃料，故分子变更 系数最小，等于0.8521
h
13
（7）不含碳的燃料，废气中的主要成分是燃烧后 的生成物H2O、空气中的N2，燃烧后空气中剩余的 O2以及在高温下生成的NOx没有汽油及柴油车所排 出的CO、HC以及微粒、铅、硫等有害物质，不会 诱发光化学烟雾，也没有导致地球温室效应的 CO2 。
这是在研究中的新方法。光解法制氢是在光 催化剂的作用下，利用光能将水分解氢和氧，其 反应可以下列总式表示：
h
11
3．氢气的理化性质
h
12
（1）氢气在常温、常压下是无色、无味、无毒的气体， 其分子式是H2。氢气的组成决定了其理化性能。
（2）最轻：氢气的分子量等于2，其密度仅为空 气的1/14.5。
氢是上列燃料中燃烧后的分子数比燃烧前少的惟一燃料故分子变更系数最小等于08521147不含碳的燃料废气中的主要成分是燃烧后的生成物h2o空气中的n2燃烧后空气中剩余的o2以及在高温下生成的nox没有汽油及柴油车所排出的cohc以及微粒铅硫等有害物质不会诱发光化学烟雾也没有导致地球温室效应的co2
氢气汽车
（11）容积系数太小，加上沸点低，决定了氢比 其他燃料的储带难度都要大。
h
15
4．氢气的携带方式及氢气汽车类型
（1）压缩氢汽车 （2）液化氢汽车 （3）吸附氢汽车
h
16
（1）压缩氢汽车
氢气以20～25MPa的压力储存于高压容器中。 工作时经降压、计量和混合后进入气缸，也可以 直接喷入气缸。
氢能和燃料电池资料课件
氢能和燃料电池产业环保及可持续发展要求
环保要求
氢能和燃料电池产业需要符合环保要求，包括减少碳排放、提高能源效率等。 例如，对于新建的氢能项目需要采用可再生能源生产氢气，以减少碳排放。
可持续发展要求
氢能和燃料电池产业需要符合可持续发展的要求，包括资源的可持续利用、生 态环境的保护等。例如，对于使用非可再生能源生产氢气的项目需要考虑到资 源的可持续利用问题。
使用磷酸溶液作为电解质 寿命长、可靠性高、维护少
应用领域包括电力和工业发电
燃料电池的种类和特点
01
02
03
04
固体氧化物燃料电池（SOFC ）
使用固体氧化物作为电解质
高温运行、高效、环保
应用领域包括电力和工业发电
燃料电池的应用领域
01
02
03
交通领域
电动汽车、公交车、卡车 等交通工具的动力源，可 替代传统燃油发动机，减 少尾气排放
氢能的应用领域
01
02
03
04
交通领域
氢燃料电池汽车、公交车、重 型卡车等。
工业领域
钢铁、化工、电子等行业的能 源供应。
电力领域
氢燃料电池电站、分布式能源 系统等。
航空领域
氢燃料电池航空发动机等。
氢能的发展现状和前景
发展现状
全球各国都在积极推动氢能产业的发 展，政策扶持、技术研发和应用示范 等方面取得积极进展。
反应以及生成物的分离和纯化。
生物质气化制氢技术的分类
02
介绍不同类型的生物质气化制氢技术，包括固定床气化、流化
床气化和气流床气化等。
生物质气化制氢技术的优缺点
03
详细阐述各种生物质气化制氢技术的优点和缺点，以及在工业
第6章 燃料电池电动汽车PPT课件
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HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY
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
HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY
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
HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY
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
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HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY
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
氢燃料电池车ppt课件
• （4）使用氢燃料电池作为增程器，给车载蓄电 池补电，就不存在环保问题。发展氢燃料电池汽 1 车是客观要求和必然趋势。
氢燃料汽车产品研发技术的焦点
• 氢燃料汽车产品研发技术的焦点是增程器 （氢燃料发电系统）总成的开发方案如何 设计。
• 方案1：增程器（内燃机发电系统）总成由 原来的烧油（或非氢气）发电，升级为烧 氢气发电。历史上有过国外大公司开发过 氢燃料发动机，但是基本上没有成功。如 果今天不是动力发动机，而是定位为增程 器（烧氢气的内燃机发电系统）总成，其 2
5
燃料电池物流车
• • 1. • 2. • 3. • 4. • 5. • 6. • • • • • • • • •
整车主要技术指标：
车长：4020mm 最高车速：100km/h 0-50km/h加速时间：＜10s 最大爬坡度：≥24% 续驶里程：≥400km 充电时间：无需充电
车身：按微面车造型
动力电池组：约8kw.h，主要用于给电机提供最大功率 燃料电池配置：静输出功率：＞5kw
费
260kwh*（1.18 – 0.96）元/kwh =
0.96 元 /kWh
单位电价 （元 /kWh）
3 2
2.04
1.6
0.96
1
0
11
车载醇氢燃料电池发电系统
解决电池太重问题
• 减掉现有纯电动大巴一半的 锂电锂电池：
池
控制器
电
机
540V,
600Ah
324 kWh,
3600 kg甲醇源自燃料箱电池约800 kg，
492 kWh,330kwh储量
控制器
电
0.8 0.6 0.4 0.2
0 汽油
0.95 柴油
氢燃料汽车产品研发技术的焦点
• 氢燃料汽车产品研发技术的焦点是增程器 （氢燃料发电系统）总成的开发方案如何 设计。
• 方案1：增程器（内燃机发电系统）总成由 原来的烧油（或非氢气）发电，升级为烧 氢气发电。历史上有过国外大公司开发过 氢燃料发动机，但是基本上没有成功。如 果今天不是动力发动机，而是定位为增程 器（烧氢气的内燃机发电系统）总成，其 2
5
燃料电池物流车
• • 1. • 2. • 3. • 4. • 5. • 6. • • • • • • • • •
整车主要技术指标：
车长：4020mm 最高车速：100km/h 0-50km/h加速时间：＜10s 最大爬坡度：≥24% 续驶里程：≥400km 充电时间：无需充电
车身：按微面车造型
动力电池组：约8kw.h，主要用于给电机提供最大功率 燃料电池配置：静输出功率：＞5kw
费
260kwh*（1.18 – 0.96）元/kwh =
0.96 元 /kWh
单位电价 （元 /kWh）
3 2
2.04
1.6
0.96
1
0
11
车载醇氢燃料电池发电系统
解决电池太重问题
• 减掉现有纯电动大巴一半的 锂电锂电池：
池
控制器
电
机
540V,
600Ah
324 kWh,
3600 kg甲醇源自燃料箱电池约800 kg，
492 kWh,330kwh储量
控制器
电
0.8 0.6 0.4 0.2
0 汽油
0.95 柴油
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
氢能与燃料电池电动汽车课件第2章
2.2 高效零污染的能源
2.2.1 太阳能
太阳能（图2-2）一般指太阳光的辐射能量，它是一种巨大且对环境无污染的能源，地球每秒 钟获得的太阳能量相当于燃烧500万吨优质煤发出的能量。太阳能的主要利用形式有太阳能的光热转 换、光电转换以及光化学转换三种主要方式。利用太阳能可以建成温室大棚、太阳房等节能建筑； 太阳集热器作为热源可代替传统锅炉；使用太阳能热水器和太阳灶等，可节约生活燃料；太阳能还 可用来淡化水、制冷、发电；太阳能电池在人造地球卫星上已被成功使用，现在开始转向地面应用。 利用光电池直接把太阳能转换为电能，是利用太阳能的最有前途方式。利用太阳能发电，可省去费 用庞大的输电设备，随着太阳能电池转换效率的提高及太阳能电力成本的降低，其发电成本将大大 低于目前各种发电成本，前景非常诱人。可以预见，太阳能将成为21世纪人类的一种主要能源。
根据欧洲可再生能源委员会估计，到2050年，可再生能源将能满足全球50%的一次能源需求， 其中，70%的电力将来自于可再生能源(包括水电)，装机容量为71亿千瓦，年发电21400TW·h(太瓦 时)。预计到2050年，可再生能源将占世界一次能源的三分之一，并满足能源增长的大部分需求。事 实说明，努力减少对化石能源的依赖，是保证未来人类文明得以延续的必然选择，不断提高可再生 能源在全部能源中所占比重，最终实现对化石能源的替代，是人类社会发展的必然趋势。
图2-4 波浪发电
2.2 高效零污染的能源
2.2.3 海洋能
2．潮汐发电 潮汐能发电（图2-5）是利用海水涨、落潮的能量转变为电能。潮汐能发电是在海洋能中发展 最早、规模最大和技术最成熟的一种。据世界动力会议估计，到2020年，全世界潮汐发电量将达到 1000-3000亿千瓦。世界上最大的潮汐发电站是法国北部英吉利海峡上的朗斯河口电站，发电能力 24万千瓦，已经工作了30多年。中国在浙江省建造了江厦潮汐电站，总容量达到3000千瓦。
燃料电池电动汽车氢能PPT课件
Ford Focus FCEV ◇化学电源：电池（手机、各种小型电动工具） 体积能量密度最小,液态-252C 使氢气与金属镁和钒反应形成储氢金属，储氢反应是可逆的并与分解温度有关(最高可达300℃)。 这一技术将完全解决汽车在氢气制造、运输和储存方面的所有相关难点。 ◇开发高比能量、高比功率的二次电池，发展电动车 最轻的一种化学元素，化合物形式存在
解决制氢的 能耗问题
原理:光→
氢气的贮存和运输问题 碳纳米管储氢材料
据PhysOrg网2005年10月24日消息，最近一家名 为Engineuity的以色列公司发明了一种能够在汽 车内产生氢气的技术系统，而且只需要使用镁和 铝等普通金属。这一技术将完全解决汽车在氢气 制造、运输和储存方面的所有相关难点。
乙醇汽车
氢能
现在生活和生产用能 ◇固定能源：电网的电（水电、火电、核电、风能发电、 太阳能发电等） ◇移动动力源：以石油为代表的液体燃料（汽车、飞机 等） ◇化学电源：电池（手机、各种小型电动工具） 后石油时代大型移动动力源(如汽车动力源)的解决方案 ◇生物燃料如生物柴油、乙醇等 ◇开发高比能量、高比功率的二次电池，发展电动车 ◇以氢为能量载体，用燃料电池发电(即所谓氢能经济)
的比能量(储氢钒比能量为700Wh/kg)。 ※纳米材料储氢······
据PhysOrg网2005年10月24日消息，最近一家名为Engineuity的以色列公司发明了一种能够在汽车内产生氢气的技术系统，而且只需 要使用镁和铝等普通金属。 ◇缺点：体积大、存在安全问题。 这一技术将完全解决汽车在氢气制造、运输和储存方面的所有相关难点。 冷冻氢气至-253℃以下，形成液态氢，并储存在低温容器中。 后石油时代大型移动动力源(如汽车动力源)的解决方案 a:环境温度@20MPa压力； ◇化学电源：电池（手机、各种小型电动工具） ◇移动动力源：以石油为代表的液体燃料（汽车、飞机等） 体积能量密度最小,液态-252C 体积能量密度最小,液态-252C ◇生物燃料如生物柴油、乙醇等
解决制氢的 能耗问题
原理:光→
氢气的贮存和运输问题 碳纳米管储氢材料
据PhysOrg网2005年10月24日消息，最近一家名 为Engineuity的以色列公司发明了一种能够在汽 车内产生氢气的技术系统，而且只需要使用镁和 铝等普通金属。这一技术将完全解决汽车在氢气 制造、运输和储存方面的所有相关难点。
乙醇汽车
氢能
现在生活和生产用能 ◇固定能源：电网的电（水电、火电、核电、风能发电、 太阳能发电等） ◇移动动力源：以石油为代表的液体燃料（汽车、飞机 等） ◇化学电源：电池（手机、各种小型电动工具） 后石油时代大型移动动力源(如汽车动力源)的解决方案 ◇生物燃料如生物柴油、乙醇等 ◇开发高比能量、高比功率的二次电池，发展电动车 ◇以氢为能量载体，用燃料电池发电(即所谓氢能经济)
的比能量(储氢钒比能量为700Wh/kg)。 ※纳米材料储氢······
据PhysOrg网2005年10月24日消息，最近一家名为Engineuity的以色列公司发明了一种能够在汽车内产生氢气的技术系统，而且只需 要使用镁和铝等普通金属。 ◇缺点：体积大、存在安全问题。 这一技术将完全解决汽车在氢气制造、运输和储存方面的所有相关难点。 冷冻氢气至-253℃以下，形成液态氢，并储存在低温容器中。 后石油时代大型移动动力源(如汽车动力源)的解决方案 a:环境温度@20MPa压力； ◇化学电源：电池（手机、各种小型电动工具） ◇移动动力源：以石油为代表的液体燃料（汽车、飞机等） 体积能量密度最小,液态-252C 体积能量密度最小,液态-252C ◇生物燃料如生物柴油、乙醇等
新能源汽车概论课件 3.3认知氢燃料电动汽车
21
19
任务3.3 认知氢燃料电动汽车 五、氢燃料汽车的发展趋势
1.氢燃料电池汽车行业发展现状
2021年9月30日，工业和信息化部在官方网站公示了申报第348批《道路机动车辆生产企 业及产品公告》新产品，吉利星际客车11米氢燃料电池客车赫然在列，这也是吉利星际客车首 辆氢燃料电池城间车，如图所示。吉利星际客车对“氢”市场的尝试发展大举迈进，从氢燃料 电池城市客车到城间客车，背靠有力政策，有节奏、有目标，精准瞄向未来市场，已经成为氢 燃料电池客车市场新生力量。
10
任务3.3 认知氢燃料电动汽车
二、氢燃料电池汽车的组成与工作原理
2.氢燃料汽车的工作原理
（1）氢燃料电池发电原理 燃料电池是一种不燃烧燃料而直接以电化学反应方 式将燃料的化学能转变为电能的高效发电装置。发电的 基本原理是: 电池的阳极( 燃料极) 输入氢气( 燃料) , 氢 分子( H2) 在阳极催化剂作用下被离解成为氢离子( H+ ) 和电子( e-) , H+ 穿过燃料电池的电解质层向阴极( 氧 化极) 方向运动, e-因通不过电解质层而由一个外部电 路流向阴极; 在电池阴极输入氧气( O2) , 氧气在阴极催 化剂作用下离解成为氧原子( O) , 与通过外部电路流向 阴极的e-和燃料穿过电解质的H+ 结合生成稳定结构的 水( H2O) , 完成电化学反应放出热量。
6
任务3.3 认知氢燃料电动汽车 二、氢燃料电池汽车的组成与工作原理
1.氢燃料电池汽车的组成
（2）燃料电池堆栈 氢燃料电池实际上是利用氢气在燃料电池堆里面与空气中的氧气反应，发电并排放出清
水，如图所示氢燃料电池工作原理。如果氢气的来源体系比较绿色，几乎是可以无限循环， 所以是非常环保的未来能源技术之一。
19
任务3.3 认知氢燃料电动汽车 五、氢燃料汽车的发展趋势
1.氢燃料电池汽车行业发展现状
2021年9月30日，工业和信息化部在官方网站公示了申报第348批《道路机动车辆生产企 业及产品公告》新产品，吉利星际客车11米氢燃料电池客车赫然在列，这也是吉利星际客车首 辆氢燃料电池城间车，如图所示。吉利星际客车对“氢”市场的尝试发展大举迈进，从氢燃料 电池城市客车到城间客车，背靠有力政策，有节奏、有目标，精准瞄向未来市场，已经成为氢 燃料电池客车市场新生力量。
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任务3.3 认知氢燃料电动汽车
二、氢燃料电池汽车的组成与工作原理
2.氢燃料汽车的工作原理
（1）氢燃料电池发电原理 燃料电池是一种不燃烧燃料而直接以电化学反应方 式将燃料的化学能转变为电能的高效发电装置。发电的 基本原理是: 电池的阳极( 燃料极) 输入氢气( 燃料) , 氢 分子( H2) 在阳极催化剂作用下被离解成为氢离子( H+ ) 和电子( e-) , H+ 穿过燃料电池的电解质层向阴极( 氧 化极) 方向运动, e-因通不过电解质层而由一个外部电 路流向阴极; 在电池阴极输入氧气( O2) , 氧气在阴极催 化剂作用下离解成为氧原子( O) , 与通过外部电路流向 阴极的e-和燃料穿过电解质的H+ 结合生成稳定结构的 水( H2O) , 完成电化学反应放出热量。
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任务3.3 认知氢燃料电动汽车 二、氢燃料电池汽车的组成与工作原理
1.氢燃料电池汽车的组成
（2）燃料电池堆栈 氢燃料电池实际上是利用氢气在燃料电池堆里面与空气中的氧气反应，发电并排放出清
水，如图所示氢燃料电池工作原理。如果氢气的来源体系比较绿色，几乎是可以无限循环， 所以是非常环保的未来能源技术之一。
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”。
新能源汽车概论 任务3 认识氢燃料电池汽车 教学PPT课件
PART 02
项目二
认识新能源汽车类型
任务三 认识氢燃料电池汽车
一、 氢燃料电池电动汽车的基本组成
氢燃料电池电动汽车主要由燃 料电池、高压储氢罐、动力蓄电池、 DC/DC转换器、驱动电机和整车控 制器等组成。
任务三 认识氢燃料电池汽车
一、 氢燃料电池电动汽车的基本组成
（一） 燃料电池
燃料电池是燃料电池电动汽车的主要动力源，它是一种不燃烧燃料而直接以电 化学反应方式将燃料的化学能转变为电能的高效发电装置。
（四） DC/DC转换器
FCEV的燃料电池需要装置单向DC/DC转换器，动力电池和超级电容器需要装 置双向DC/DC转换器。DC/DC转换器的主要功能有调节燃料电池的输出电压，能够 升压到650V；调节整车能量分配；稳定整车直流母线电压。
任务三 认识氢燃料电池汽车
（五） 驱动电机
氢燃料电池电动汽车用的驱动电机主要有直流电机、交流电机、永磁同步电机 和开关磁阻电机等，具体选型必须结合整车开发目标，综合考虑电机的特点。
授之以技
以丰田Mirai燃料电池汽车为例
一、 燃料电池汽车认知
（1） 车辆尾部、两个后视镜前端，有 FUEL CELL字样，为燃料电池汽车。
授之以技
（2） 汽车右端尾部有加氢装置，为燃料电池汽车。 （3） 汽车尾部无排气管。
授之以技
二、 燃料电池汽车前机舱认知
（1） 打开汽车前机舱盖。 （2） 前机舱盖内无内燃机。 （3） 前机舱内动力控制单元上方装饰 盖有FUEL CELL字样。
任务三 认识氢燃料电池汽车
任务三 认识氢燃料电池汽车
在燃料电池轿车上有多个装置保证车载氢气系统的安全性。具体包括以下几种：
（1） 存储罐电磁阀。 （2） 管路电磁阀。
项目二
认识新能源汽车类型
任务三 认识氢燃料电池汽车
一、 氢燃料电池电动汽车的基本组成
氢燃料电池电动汽车主要由燃 料电池、高压储氢罐、动力蓄电池、 DC/DC转换器、驱动电机和整车控 制器等组成。
任务三 认识氢燃料电池汽车
一、 氢燃料电池电动汽车的基本组成
（一） 燃料电池
燃料电池是燃料电池电动汽车的主要动力源，它是一种不燃烧燃料而直接以电 化学反应方式将燃料的化学能转变为电能的高效发电装置。
（四） DC/DC转换器
FCEV的燃料电池需要装置单向DC/DC转换器，动力电池和超级电容器需要装 置双向DC/DC转换器。DC/DC转换器的主要功能有调节燃料电池的输出电压，能够 升压到650V；调节整车能量分配；稳定整车直流母线电压。
任务三 认识氢燃料电池汽车
（五） 驱动电机
氢燃料电池电动汽车用的驱动电机主要有直流电机、交流电机、永磁同步电机 和开关磁阻电机等，具体选型必须结合整车开发目标，综合考虑电机的特点。
授之以技
以丰田Mirai燃料电池汽车为例
一、 燃料电池汽车认知
（1） 车辆尾部、两个后视镜前端，有 FUEL CELL字样，为燃料电池汽车。
授之以技
（2） 汽车右端尾部有加氢装置，为燃料电池汽车。 （3） 汽车尾部无排气管。
授之以技
二、 燃料电池汽车前机舱认知
（1） 打开汽车前机舱盖。 （2） 前机舱盖内无内燃机。 （3） 前机舱内动力控制单元上方装饰 盖有FUEL CELL字样。
任务三 认识氢燃料电池汽车
任务三 认识氢燃料电池汽车
在燃料电池轿车上有多个装置保证车载氢气系统的安全性。具体包括以下几种：
（1） 存储罐电磁阀。 （2） 管路电磁阀。
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氢能量转折
动力未来
乙醇汽车
4.1.1 氢 能
现在生活和生产用能 ◇固定能源：电网的电（水电、火电、核电、风能发电、 太阳能电等） ◇移动动力源：以石油为代表的液体燃料（汽车、飞机 等） ◇化学电源：电池（手机、各种小型电动工具） 后石油时代大型移动动力源(如汽车动力源)的解决方案 ◇生物燃料如生物柴油、乙醇等 ◇开发高比能量、高比功率的二次电池，发展电动车 ◇以氢为能量载体，用燃料电池发电(即所谓氢能经济)
◇缺点：体积大、存在安全问题。
(2)液态氢 冷冻氢气至-253℃以下，形成液态氢，并储存在低温容器中。
◇优点：体积小、能量密度高、燃料补充迅速。
◇缺点：生产成本和销售成本昂贵，具有挥发性等。
(3)储氢金属 使氢气与金属镁和钒反应形成储氢金属，储氢反应是可逆的并 与分解温度有关(最高可达300℃)。
◇优点：尺寸紧凑、使用安全等。 ◇缺点：氢气分离温度高(储氢镁分离温度287℃)以及相对较低
第四章 燃料电池电动汽车
4.1 氢能、燃料电池及其动力系统 4.2 燃料电池的结构及性能 4.3 燃料电池电动汽车实例分析
解决制氢的 能耗问题
原理:光→
氢气的贮存和运输问题 碳纳米管储氢材料
据PhysOrg网2019年10月24日消息，最近一家名 为Engineuity的以色列公司发明了一种能够在汽 车内产生氢气的技术系统，而且只需要使用镁和 铝等普通金属。这一技术将完全解决汽车在氢气 制造、运输和储存方面的所有相关难点。
氢气具有比任何燃料都高的比能量
燃料
压缩氢气a 液态氢气b
储氢镁 储氢钒 甲醇 汽油
比能量 (Wh/kg) 33600 33600
2400 700 5700 12400
能量密度 (Wh/L)
600 2400 2100 4500 4500 9100
a:环境温度20MPa压力；b:低温环境0.1MPa压力
氢燃料的特点
最轻的一种化学元素，化合物形式存在 体积能量密度最小,液态-252C 易燃（要求很小的点火能量） 较宽的燃点范围 热效率高（高压缩比） 来源广泛、清洁（无CO2）、二次能源（再生能 源)
储氢方法
(1)压缩氢气(CHG) 将CHG装在20~35MPa玻璃纤维加强的铝瓶中。
◇优点：质量轻、成本低、技术成熟以及燃料补充迅速等。
Learning Is To Achieve A Certain Goal And Work Hard, Is A Process To Overcome Various Difficulties For A Goal
的比能量(储氢钒比能量为700Wh/kg)。 ※纳米材料储氢······
储氢方法 压缩氢气罐
4.1.1 氢 能
超越3号 FCEV
Ford Focus FCEV
提问与解答环节
Questions And Answers
谢谢聆听
·学习就是为了达到一定目的而努力去干, 是为一个目标去 战胜各种困难的过程,这个过程会充满压力、痛苦和挫折