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二. 燃料电池优先型电—电混合动力系统
工作原理：燃料电池优先型构型引入了辅助动力源或能量储存系统。燃料电 池系统作为主力源，辅助动力源本质是一个电能储存系统，可以实现电能的 双向流动。燃料电池通过DC/D与C 辅助 动力源并联连接. 燃料电池系统主要提供稳态功率或部 分动态功率，辅助动力源提供车辆运 行所需的动态和峰值功率。辅助动力 源还负责回收储存车辆的制动能，提 供燃料电池系统启动所需的电能。
可调节混合气的空燃比，使空燃 比达到 最佳状态。油路中安装一个汽油电磁阀， 其余部件均保留不变。当使用汽油作燃料 时，司机将油气燃料转换开关扳到“油” 的位置，此时天然气电磁阀关闭，汽油电 磁阀打开，汽油通过汽油电磁阀进入化油 器、并吸入气缸燃烧。
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其汽车他技清洁术能源 器气3题上经汽和界得燃洲而天要一天系路调据生减根产节使1.未，转：公济车节各到气、在然问工满用节置比状汽保燃转置闭汽化2气、然统和节发不压据生天?降使率个下汽动燃加减.来天比手换认、，能国了汽东世气题系作足要天，，态油留料换，，油油瓶天气分控器动同节发不然。用一别降车力料污压发然使动开的安燃方政强车欧界汽是统原发求然可使。电不时开此汽通器，然汽天制与机的器动同气据天般时的重不消染调展气用截关高全气面府有由、范车发结理动。气调空磁变，关时油过、减气车然电混的真与机的与资然要候结载足耗物节油及汽汽止，节的汽的的力西亚围使动构：机动管节燃阀。司扳天电汽并压汽（气路合各空混的真空料气下下果、，相排器路目车油阀电能新车优高的欧洲形用机；不力道混，当机到然油吸调车化气三器种度合各空气报作降降，爬另对放比磁的中前是时，控、型由势度推到、成中的同阀截合其使将“气电入节油路大相不，器种度均道燃更一坡一增量1达阀供安存目5有汽单低代于，重进北南发的功工是面气余用油油电磁气阀器、部匹同自相不，匀，料多方或方加。到打%气装在前明油元污用在倍视。美美展一率况一积的部汽气”磁阀缸，车汽分配工动匹同自混汽时。面加面，左最开量一的世显天染燃环受，目、，高个的个的空件油燃的阀进燃混型油减，况调配工动合车，功导速导并右佳，,个问并界下然、料保世并前澳从潮主使调装燃均作料位关入烧合）油压根产节，况调,在功率致时致增，，。。12
油，可节约有限的石油 池把光能转换为电能自 晚间还可以 利用低谷 染，无噪音。因为不用 会排放污染大气的有害 阳能电动车在行驶时听 轰鸣声。
是利用太阳能的一条 纪50年代就制成了第
在汽车上，用它将 使汽车开动起来。 阳能汽车。
17
1 太阳能汽车展示
18
19
新闻 联播
今日新闻热点：太阳能汽车视频
与汽车驱动单元的电动机控制
器的输入端连接，中间没有阻
抗变换功率控制装置。
4
目前存在的问题：当电动机控制器的功率要求超过燃料电池的合理接受范围 时，燃料电池系统会受到损害。其次，燃料电池系统的输出特性比较软，而 汽车的电动机驱动系统更适合较硬的电源输出特性。这就造成电源系统和驱 动系统的阻抗匹配性不好，还存在功率匹配，动态响应，燃料电池系统的启 动等问题。
9
燃料电池发动机
二.工作原理： （1）氢气的供应管理和回收系统。气态氢通常用高压储存气瓶
装载，一般轿车需要2~4个。 （2）氧气的供应和管理系统。空气需要用压缩机来提供压力，
一增加燃料电池的反应速度。还需要对空气加湿处理。 （3）水循环系统。燃料电池在反应过程中产生的水和热量，再
水循环系统中要用冷却器，气水分离器和水泵对反应产生的 水和热处理。其中一部分用于空气加湿。 （4）电力管理系统。燃料电池产生的直流电需经过 DC/DC变换器 进行调压， 三.实际应用： 福特汽车公司在2006年洛杉矶国际车展上推出以氢燃料电池 为动力的全新Explorer ，行使里程可以达到350英里，远远超过 了以其它燃料电池为动力的车型。宝马 i5 也将采用该技术。
? dc/dc的容量和尺寸可以设计的很小。
7
燃料电池发动机
一.系统结构
除了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。
8
四. 未来发展及目前存在的问题：
独立的燃料电池堆是不能作为汽车发动机的 ,必须和燃料供 给系统、氧化剂供给系统、水 /热管理系统及能控制各种阀件、
有功率负荷
2. 目前存在的问题：燃料电池的成本昂贵，功率大，对燃料电池系统的
动态性能和可靠性提出很高的要求，不能进行制动能量回收。
二. 混合驱动形式电动汽车
1. 工作原理：在燃料电池的基础上，增加了一组电池或超级电容作为 另一种动力源。
燃料电池汽车常用的驱动形式
一. 纯燃料电池动力系统工作
原理：燃料电池的输出端直接
? 燃料电池需要潮化薄膜和阳极、阴极气体 ,使质子转移以
产生电力,当在冰点以下温度停车时,发生冷启动问题。随着电
堆技术的日趋成熟，控制系统将成为决定燃料电池发动机性能
和制造成本的瓶颈。研制高效率、低成本和可靠性高的各子系
统，及对系统进行优化集成、提高发动机的比功率，改进和实
现燃料电池动力平台轻量化和小型化仍是当务之急。
2. 此外清洁能源汽车还有 液化石油汽车，甲醇燃料 汽车，乙醇燃料汽车，二 甲醚燃料汽车，氢能汽车， 太阳能汽车等。 3. 乙醇燃料汽车：
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T. 1/20
R PA
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是又电充前能石犹限氢将之水较经要便利开 安 曾 油（希电 暂 如最不 为 研 攻 用汽。是 ．放 静 经 的指 望时 时 再终几竭 理 制 克 某车氢 几氢一替 地 被 依。间 性 造的乎2的 想 出 的 些的 乎动些氢0代 滚 认 赖和 地 了解所资 的 了 难 金世 没0力科汽9石 过 为 。重 缓 一决有源 能 用 题界 有年汽技车属油 路 是 这量 解 艘之的。 源 液 是。 什）车人能的 面 汽 个使 能道世科它 。 态 制么诺的是员吸氢新 ， 车 时得 源当界学在 氢 氢污亚电一设附来欧能 辙 的 候人 危然汽家燃 为 耗染方与种想氢自美源 印 未 ，们 机不车们烧 动 能。舟汽真通的于一， 出 来 氢渐 ，是巨预力 太与油正，过特水‘燃新动动渐只限头言时大其合实让薄点，些料能力力对能制都，与的，它用现人膜来具国电源，燃它减汽在未氧汽而能的零们太运有家池的但料少车研来结车且混排从阳输兴取的车名蓄电但工制的合祥贮源合放危能贮味之汽的字电池无业新２最车存相动的机电存索不车四池的法发能１后。运比力交中池氢然尽厂—轮漫出摆展源世还输，车通看制。目、家—快长现脱。，汽纪原不氢只工到氢前用已速的，对而氢而车成是无，目。。 但放燃此世相具储最力年并款的事 的 料 纪， 当， 量 理 汽 完 氢 逐在实 能 电 汽许 于以排 丰 想 车 成 动 渐20上 量 池 车多 微氢放 富 的 成 了 力 形0是 足 中 的科 处8气出 等 替 本 中 概 成年有 以 发 核学 理为的 优 代 至 国 念 ，北根 使 生 心家 器汽是 势 方 少 第 跑 汽京据 汽 化 技预 对车纯 ， 案 高 一 车 车车的 车 学 术言 计燃净 因 。 出 台 “ 保展。 发 反 ，， 算料水 此 与 高 氢 有上2氢 动 应 它以 机这， ， 传 效 程 量0展%具 机 只 对氢 业种其 氢 统 零 ” 在出。有运生汽为那说具动动排。不了中很转成车能样法有力力放随断自国高，水工源重刚无汽汽氢着地主长的而，业的要出污车车“呈研安能且没的燃内来染是相汽现发汽量氢有革料燃时，传比车上的车密与污命电机吓零统，社升中在度氧染性池人点排汽氢会趋国，气。意是一火2放车动”势首0释在因义跳，，，07，，21 而石油等资源却 捉襟见肘 ，另一方面，吞下大量 汽油的车辆不断排放着有害气体和污染物质。
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Βιβλιοθήκη Baidu6
太阳能
太阳能电动车以光电代 资源。 白天，太阳电 动存 储在动力电池中，在 电（220V）充电。 无 污 燃油，太阳能电动车不 气体。没有内燃机，太 不到燃油汽车内燃机的
将太阳光变成电能， 重要途径。人们早在本世 一个光电池。将光电池装 太阳光不断地变成电能， 这种汽车就是新兴起的太
连接，而辅助动力源通过DC/D与C 燃料电
? 池并联。这样既可以保证燃料电池系统电
? 能的高效和快速输出，又可以合理控制辅助
? 动力源储能元件的功率大小和方向，可以较好
? 的满足辅助动力源预期的SOC动态范
? 围和动态功率能力，使其工作条件更优，
? 可靠性提高。由于采用负载跟随性控制
? 策略，辅助动力源的储能元件和
我国太阳能汽车的基本结构和清洁能源技术的发展
20
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其他清洁能源汽车技术
一、天然气汽车工作原理：天然气汽车 （化油器车型）系统分天然气气路、汽油 油路和控制电路三大部分减压调节器与混 合器相匹配，根据发动机的各种不同工况 产生不同的真空度，自动调节 减压调节 器的供气量，并使天然气与空气均匀混合， 满足发动机不同工况的使用要求。动 力阀是一个调节天然气管道截面积的装置 ，
1
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燃料电池 汽车的基 本结构
燃料电池 发动机
其他清 洁能源汽
车技术
太阳能 汽车视
频
3
燃料电池汽车的基本结构
燃料电池汽车按驱动形式可分为纯燃料电池驱动和混合驱动两种
形式，按能量来源可分为车载纯氢和燃料重整两种形式。
一. 纯燃料电池汽车
1. 工作原理：只有燃料电池一个动力源，汽车的所 都由燃料电池承担。
5
6
? 未来的发展：该燃料电池优先型构型已经成功应用于中国的超越系列
燃料电池汽车的动力系统设计。基本上解决了所有燃料电池系统的可靠 性问题，同时整个动力系统的动态响应特性、燃料的经济性和制动能的 回收性能也有了很大的提高。
? 三. 辅助动力源优先型电 —电混合动力系统
? 系统结构特点：燃料电池直接或通过一个保护二极管与直流母线
传感器和水、热、气调节装置的控制系统等附属系统结合在一 起才能对外输出功率。
? 燃料的纯洁度关系着电池的性能和可靠性。燃料电池的功 率密度随氧气压力的增大而升高，但使用空气压缩机提高空气 供给压力又会因压缩机的寄生功率使得输出功率降低。电池内 部的水/热管理是燃料电池的难点和重点，是决定电池性能的关 键。低温运转的燃料电池堆 ,热量排出很困难。
工作原理：燃料电池优先型构型引入了辅助动力源或能量储存系统。燃料电 池系统作为主力源，辅助动力源本质是一个电能储存系统，可以实现电能的 双向流动。燃料电池通过DC/D与C 辅助 动力源并联连接. 燃料电池系统主要提供稳态功率或部 分动态功率，辅助动力源提供车辆运 行所需的动态和峰值功率。辅助动力 源还负责回收储存车辆的制动能，提 供燃料电池系统启动所需的电能。
可调节混合气的空燃比，使空燃 比达到 最佳状态。油路中安装一个汽油电磁阀， 其余部件均保留不变。当使用汽油作燃料 时，司机将油气燃料转换开关扳到“油” 的位置，此时天然气电磁阀关闭，汽油电 磁阀打开，汽油通过汽油电磁阀进入化油 器、并吸入气缸燃烧。
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其汽车他技清洁术能源 器气3题上经汽和界得燃洲而天要一天系路调据生减根产节使1.未，转：公济车节各到气、在然问工满用节置比状汽保燃转置闭汽化2气、然统和节发不压据生天?降使率个下汽动燃加减.来天比手换认、，能国了汽东世气题系作足要天，，态油留料换，，油油瓶天气分控器动同节发不然。用一别降车力料污压发然使动开的安燃方政强车欧界汽是统原发求然可使。电不时开此汽通器，然汽天制与机的器动同气据天般时的重不消染调展气用截关高全气面府有由、范车发结理动。气调空磁变，关时油过、减气车然电混的真与机的与资然要候结载足耗物节油及汽汽止，节的汽的的力西亚围使动构：机动管节燃阀。司扳天电汽并压汽（气路合各空混的真空料气下下果、，相排器路目车油阀电能新车优高的欧洲形用机；不力道混，当机到然油吸调车化气三器种度合各空气报作降降，爬另对放比磁的中前是时，控、型由势度推到、成中的同阀截合其使将“气电入节油路大相不，器种度均道燃更一坡一增量1达阀供安存目5有汽单低代于，重进北南发的功工是面气余用油油电磁气阀器、部匹同自相不，匀，料多方或方加。到打%气装在前明油元污用在倍视。美美展一率况一积的部汽气”磁阀缸，车汽分配工动匹同自混汽时。面加面，左最开量一的世显天染燃环受，目、，高个的个的空件油燃的阀进燃混型油减，况调配工动合车，功导速导并右佳，,个问并界下然、料保世并前澳从潮主使调装燃均作料位关入烧合）油压根产节，况调,在功率致时致增，，。。12
油，可节约有限的石油 池把光能转换为电能自 晚间还可以 利用低谷 染，无噪音。因为不用 会排放污染大气的有害 阳能电动车在行驶时听 轰鸣声。
是利用太阳能的一条 纪50年代就制成了第
在汽车上，用它将 使汽车开动起来。 阳能汽车。
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1 太阳能汽车展示
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新闻 联播
今日新闻热点：太阳能汽车视频
与汽车驱动单元的电动机控制
器的输入端连接，中间没有阻
抗变换功率控制装置。
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目前存在的问题：当电动机控制器的功率要求超过燃料电池的合理接受范围 时，燃料电池系统会受到损害。其次，燃料电池系统的输出特性比较软，而 汽车的电动机驱动系统更适合较硬的电源输出特性。这就造成电源系统和驱 动系统的阻抗匹配性不好，还存在功率匹配，动态响应，燃料电池系统的启 动等问题。
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燃料电池发动机
二.工作原理： （1）氢气的供应管理和回收系统。气态氢通常用高压储存气瓶
装载，一般轿车需要2~4个。 （2）氧气的供应和管理系统。空气需要用压缩机来提供压力，
一增加燃料电池的反应速度。还需要对空气加湿处理。 （3）水循环系统。燃料电池在反应过程中产生的水和热量，再
水循环系统中要用冷却器，气水分离器和水泵对反应产生的 水和热处理。其中一部分用于空气加湿。 （4）电力管理系统。燃料电池产生的直流电需经过 DC/DC变换器 进行调压， 三.实际应用： 福特汽车公司在2006年洛杉矶国际车展上推出以氢燃料电池 为动力的全新Explorer ，行使里程可以达到350英里，远远超过 了以其它燃料电池为动力的车型。宝马 i5 也将采用该技术。
? dc/dc的容量和尺寸可以设计的很小。
7
燃料电池发动机
一.系统结构
除了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。
8
四. 未来发展及目前存在的问题：
独立的燃料电池堆是不能作为汽车发动机的 ,必须和燃料供 给系统、氧化剂供给系统、水 /热管理系统及能控制各种阀件、
有功率负荷
2. 目前存在的问题：燃料电池的成本昂贵，功率大，对燃料电池系统的
动态性能和可靠性提出很高的要求，不能进行制动能量回收。
二. 混合驱动形式电动汽车
1. 工作原理：在燃料电池的基础上，增加了一组电池或超级电容作为 另一种动力源。
燃料电池汽车常用的驱动形式
一. 纯燃料电池动力系统工作
原理：燃料电池的输出端直接
? 燃料电池需要潮化薄膜和阳极、阴极气体 ,使质子转移以
产生电力,当在冰点以下温度停车时,发生冷启动问题。随着电
堆技术的日趋成熟，控制系统将成为决定燃料电池发动机性能
和制造成本的瓶颈。研制高效率、低成本和可靠性高的各子系
统，及对系统进行优化集成、提高发动机的比功率，改进和实
现燃料电池动力平台轻量化和小型化仍是当务之急。
2. 此外清洁能源汽车还有 液化石油汽车，甲醇燃料 汽车，乙醇燃料汽车，二 甲醚燃料汽车，氢能汽车， 太阳能汽车等。 3. 乙醇燃料汽车：
1
T. 1/20
R PA
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是又电充前能石犹限氢将之水较经要便利开 安 曾 油（希电 暂 如最不 为 研 攻 用汽。是 ．放 静 经 的指 望时 时 再终几竭 理 制 克 某车氢 几氢一替 地 被 依。间 性 造的乎2的 想 出 的 些的 乎动些氢0代 滚 认 赖和 地 了解所资 的 了 难 金世 没0力科汽9石 过 为 。重 缓 一决有源 能 用 题界 有年汽技车属油 路 是 这量 解 艘之的。 源 液 是。 什）车人能的 面 汽 个使 能道世科它 。 态 制么诺的是员吸氢新 ， 车 时得 源当界学在 氢 氢污亚电一设附来欧能 辙 的 候人 危然汽家燃 为 耗染方与种想氢自美源 印 未 ，们 机不车们烧 动 能。舟汽真通的于一， 出 来 氢渐 ，是巨预力 太与油正，过特水‘燃新动动渐只限头言时大其合实让薄点，些料能力力对能制都，与的，它用现人膜来具国电源，燃它减汽在未氧汽而能的零们太运有家池的但料少车研来结车且混排从阳输兴取的车名蓄电但工制的合祥贮源合放危能贮味之汽的字电池无业新２最车存相动的机电存索不车四池的法发能１后。运比力交中池氢然尽厂—轮漫出摆展源世还输，车通看制。目、家—快长现脱。，汽纪原不氢只工到氢前用已速的，对而氢而车成是无，目。。 但放燃此世相具储最力年并款的事 的 料 纪， 当， 量 理 汽 完 氢 逐在实 能 电 汽许 于以排 丰 想 车 成 动 渐20上 量 池 车多 微氢放 富 的 成 了 力 形0是 足 中 的科 处8气出 等 替 本 中 概 成年有 以 发 核学 理为的 优 代 至 国 念 ，北根 使 生 心家 器汽是 势 方 少 第 跑 汽京据 汽 化 技预 对车纯 ， 案 高 一 车 车车的 车 学 术言 计燃净 因 。 出 台 “ 保展。 发 反 ，， 算料水 此 与 高 氢 有上2氢 动 应 它以 机这， ， 传 效 程 量0展%具 机 只 对氢 业种其 氢 统 零 ” 在出。有运生汽为那说具动动排。不了中很转成车能样法有力力放随断自国高，水工源重刚无汽汽氢着地主长的而，业的要出污车车“呈研安能且没的燃内来染是相汽现发汽量氢有革料燃时，传比车上的车密与污命电机吓零统，社升中在度氧染性池人点排汽氢会趋国，气。意是一火2放车动”势首0释在因义跳，，，07，，21 而石油等资源却 捉襟见肘 ，另一方面，吞下大量 汽油的车辆不断排放着有害气体和污染物质。
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Βιβλιοθήκη Baidu6
太阳能
太阳能电动车以光电代 资源。 白天，太阳电 动存 储在动力电池中，在 电（220V）充电。 无 污 燃油，太阳能电动车不 气体。没有内燃机，太 不到燃油汽车内燃机的
将太阳光变成电能， 重要途径。人们早在本世 一个光电池。将光电池装 太阳光不断地变成电能， 这种汽车就是新兴起的太
连接，而辅助动力源通过DC/D与C 燃料电
? 池并联。这样既可以保证燃料电池系统电
? 能的高效和快速输出，又可以合理控制辅助
? 动力源储能元件的功率大小和方向，可以较好
? 的满足辅助动力源预期的SOC动态范
? 围和动态功率能力，使其工作条件更优，
? 可靠性提高。由于采用负载跟随性控制
? 策略，辅助动力源的储能元件和
我国太阳能汽车的基本结构和清洁能源技术的发展
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其他清洁能源汽车技术
一、天然气汽车工作原理：天然气汽车 （化油器车型）系统分天然气气路、汽油 油路和控制电路三大部分减压调节器与混 合器相匹配，根据发动机的各种不同工况 产生不同的真空度，自动调节 减压调节 器的供气量，并使天然气与空气均匀混合， 满足发动机不同工况的使用要求。动 力阀是一个调节天然气管道截面积的装置 ，
1
2
燃料电池 汽车的基 本结构
燃料电池 发动机
其他清 洁能源汽
车技术
太阳能 汽车视
频
3
燃料电池汽车的基本结构
燃料电池汽车按驱动形式可分为纯燃料电池驱动和混合驱动两种
形式，按能量来源可分为车载纯氢和燃料重整两种形式。
一. 纯燃料电池汽车
1. 工作原理：只有燃料电池一个动力源，汽车的所 都由燃料电池承担。
5
6
? 未来的发展：该燃料电池优先型构型已经成功应用于中国的超越系列
燃料电池汽车的动力系统设计。基本上解决了所有燃料电池系统的可靠 性问题，同时整个动力系统的动态响应特性、燃料的经济性和制动能的 回收性能也有了很大的提高。
? 三. 辅助动力源优先型电 —电混合动力系统
? 系统结构特点：燃料电池直接或通过一个保护二极管与直流母线
传感器和水、热、气调节装置的控制系统等附属系统结合在一 起才能对外输出功率。
? 燃料的纯洁度关系着电池的性能和可靠性。燃料电池的功 率密度随氧气压力的增大而升高，但使用空气压缩机提高空气 供给压力又会因压缩机的寄生功率使得输出功率降低。电池内 部的水/热管理是燃料电池的难点和重点，是决定电池性能的关 键。低温运转的燃料电池堆 ,热量排出很困难。