纯燃料电池驱动FCEV
新能源汽车核心技术考点
新能源汽车技术考点第1章 绪论1、 新能源汽车定义：新能源汽车系指采用非常规车用燃料作为动力来源（或使用常规车用燃料、采用新型车载动力装置），综合车辆动力控制和驱动方面先进技术，形成技术原理先进、具备新技术、新构造汽车。
2、 发展新能源汽车必要性：石油短缺、环境污染、气候变暖。
3、 新能源汽车技术路线：（1）拟定“纯电驱动”技术转型战略；（2）坚持“三纵三横”研发布局。
补充：1、新能源汽车涉及纯电动汽车、增程式电动汽车、混合动力汽车、燃料电池电动汽车、氢发动机汽车、其他新能源汽车等。
第2章 电动汽车用动力电池1、化学电池：运用物质化学反映发电。
2、化学电池按工作性质分为原电池、蓄电池、燃料电池和储备电池。
3、额定电压：指电池在原则规定条件下工作时达到电压。
（镍镉电池和镍氢电池额定电压为1.2V，锂离子电池额定电压为3.6V，铅酸电池额定电压为2V。
）4、深度放电：如果电压低于放电终结电压后电池继续放电，电池两端电压会迅速下降，形成深度放电。
5、荷电状态：是电池在一定放电倍率下，剩余电量与相似条件下额定容量比值。
反映电池容量变化。
6、比功率：单位质量电池所能输出功率称为比功率，也称质量比功率。
7、比能量：也称为质量比能量，是指电池单位质量所能输出电能,单位是W.h/kg。
8、自放电率：指电池在存储期间容量下降率，即电池无负荷时自身放电使容量损失速度。
9、放电速率：普通用电池在放电时时间或放电电流与额定电流比例来表达。
10、电动汽车对动力电池规定重要有：（1）比能量高（2）比功率大（3）充放电效率高（4）相对稳定性好（5）使用成本低（6）安全性好11、蓄电池常规充电办法：恒流充电法、分段电流充电法、恒压充电法、恒压限流充电法等。
12、镍氢电池特点：（1）比功率高（2）循环次数多（3）无污染（4）耐过充过放（5）无记忆效应（6）使用温度范畴宽（7）安全可靠13、锂离子电池特点：长处：（1）工作电压高（2）比能量高（3）循环寿命长（4）自放电率低（5）无记忆性（6）对环境无污染（7）可以制导致任意形状缺陷：（1） 成本高（2） 必要有特殊保护电路，以防止过充14、当前，车用燃料电池急需解决如下核心问题：(1) 提高车用燃料电池单位质量(或体积)、电流密度及功率，提高车辆所必须迅速起动和动力响应能力；(2) 必要开发质量轻、体积更小、能储存更多氢能车载氢储存器，以便更有效地运用燃料能量，提高续驶里程和载质量；(3) 必要解决好氢气安全问题，在一定条件下，氢气比汽油具备更大危险性，因此无论采用什么储存方式，储存器及其安全办法都必要满足使用规定；(4) 电池组件必要采用积木化设计，开发有效制造工艺，并进行高效自动化生产，从而减少材料和制造费用；(5) 发展构造紧凑及性能可靠质子互换膜燃料电池同步开发应用其他燃料，像甲烷、柴油等驱动质子互换膜燃料电池，这将会拓宽质子互换膜燃料电池应用范畴。
燃料电池的种类及应用
燃料电池的种类及应用燃料电池是一种将化学能转化为电能的技术，其工作原理是通过将氢气与氧气反应产生电子、阳离子和水，并产生电流来驱动外部设备。
燃料电池可以分为多种类型，每种类型都有着不同的特点和适用场景。
以下是一些常见的燃料电池种类及其应用：1. 质子交换膜燃料电池（PEMFC）：PEMFC 是目前最常见和最常用的燃料电池类型之一。
它由氢气和氧气在质子交换膜中反应生成水和电能。
这种燃料电池具有高效、响应速度快、启动时间短等优点，适用于小型移动设备、汽车、船舶和无人机等应用。
2. 高温聚合物电解质燃料电池（HT-PEMFC）：HT-PEMFC 操作温度较高，约为150-200摄氏度。
它通常使用高温聚合物作为电解质，这使得它具有更好的耐久性和氧化稳定性。
由于其高温操作条件，它可以直接从燃料中产生电，因此适用于汽车等需要高功率输出的应用。
3. 燃料电池电动汽车（FCEV）：燃料电池电动汽车是一种使用燃料电池作为能源的电动汽车。
它使用氢气作为燃料，通过与空气中的氧气反应来产生电能。
与传统的燃油汽车相比，燃料电池电动汽车具有零排放、零污染和长续航里程等优点。
4. 固体氧化物燃料电池（SOFC）：SOFC 是一种高效、长寿命的燃料电池，它可以直接将化学能转化为电能。
它使用固体氧化物作为电解质，通常在800-1000摄氏度的高温条件下运行。
SOFC 可以使用多种燃料，包括氢气、甲烷和生物质等，因此在工业应用中具有广泛的用途，如电力发电站、垃圾处理厂等。
5. 直接甲醇燃料电池（DMFC）：DMFC 通过将甲醇和氧气反应产生电能。
这种燃料电池不需要氢气供应，因此它更加便携和灵活。
DMFC 适用于小型移动设备，如笔记本电脑和移动电话等。
6. 氧化铝燃料电池（AFC）：AFC 通常使用碱性电解质和盐水作为电解质，氢气和氧气反应产生电能。
它具有低成本、高效率和长寿命等优点，但由于其在腐蚀性液体中的操作，因此应用范围较为有限。
新能源汽车概论期末复习题
新能源汽车概论期末复习题新能源汽车概论复习题一、填空1、新能源汽车一般可分为汽车、汽车、汽车和汽车等。
2、纯电动汽车由主模块、模块和模块三大部分组成。
3、天然气汽车可以分为天然气汽车（CNGV）和天然气汽车（LNGV）4、生物燃料汽车有：燃料汽车、燃料汽车、燃料汽车5、、电动汽车使用的蓄电池主要有蓄电池、蓄电池、蓄电池、蓄电池、蓄电池、6、、电动汽车蓄电池充电方法主要有：充电、充电和充电7、电动汽车包汽车、电动汽车和电动汽车。
8、混合动力电动汽车按照动力系统结构形式划分为式、式和式三类9、常用的电动汽车储能装置有、、、10、电动汽车用电机主要电动机、电动机、电动机、电动机、电动机5种11、电动汽车充电方式主要有充电方式、充电方式、充电方式、电池充电方式和充电方式。
12、蓄电池如果放电不完全就又充电，下次放电时就不能放出全部电能的现象就叫。
二、选择题1、铅酸蓄电池单体工作电压为（）A、12VB、2VC、1.2V2、锂离子电池单体工作电压为（）A、12VB、3.6VC、1.2V3、镍氢电池单体工作电压为（）A、12VB、2VC、1.2V4、镍隔电池单体工作电压为（）A、12VB、2VC、1.2V5、锌镍电池单体工作电压为（）A、12VB、2VC、1.65V6、铝铁电池单体工作电压为（）A、12VB、2VC、1.2～1.5V7、锌空气电池单体工作电压为（）A、12VB、2VC、1.4VD、有机溶液8、铝空气电池单体工作电压为（）A、12VB、2VC、1.4VD、有机溶液9、铅酸蓄电池用的电解液是（）A、K0HB、H4C、NH4ClD、有机溶液10、镍氢蓄电池用的电解液是（）A、K0HB、H2SO4C、NH4Cl D、有机溶液11、镍隔蓄电池用的电解液是（）A、K0HB、H2SO4C、NH4ClD、有机溶液12、锂离子电池用的电解液是（）A、K0HB、H2SO4C、NH4ClD、有机溶液13、锌镍蓄电池用的电解液是（）A、K0HB、H2SO4C、NH4ClD、有机溶液14、铅酸蓄电池用的正极是（）A、锌B、铅板D、Ni(OH)2E、LiC0O215、镍氢蓄电池用的正极是（）A、锌B、铅板C、铝D、Ni(OH)2E、LiC0O216、镍隔电池用的正极是（）A、锌B、铅板C、铝D、Ni(OH)2E、LiC0O217、锂离子电池用的正极是（）A、锌B、铅板C、铝D、Ni(OH)2E、LiC0O218、锌镍电池用的正极是（）A、锌B、铅板C、铝D、Ni(OH)2E、LiC0O219、铝空气电池用的正极是（）A、锌B、铅板D、Ni(OH)2E、LiC0O220、锌空气电池用的正极是（）A、锌B、铅板C、铝D、Ni(OH)2E、LiC0O221、氢燃料电池正极用的燃料是（）A、O2B、H2C、甲醇D、Ni(OH)2三、术语解释1、压缩天然气（CNG）2、液化石油气(LPG)3、纯电动汽车4、混合动力车5、纯燃料电池汽车6、生物燃料汽车7、氢燃料汽车8、太阳能汽车9、PEMFC10、AF11、PAFC12、MCFC13、SOFC14、DMFC15、RFC16、转差率S三、问答题1、什么是新能源汽车？2、什么是纯电动汽车，纯电动汽车可分为哪些类型？3、电动汽车的关键技术4、燃料电池电动汽车的类型？5、燃料电池电动汽车的动力系统主要由哪几部分组成？6、什么是太阳能汽车，其主要由哪些部分组成？7、动力电池的性能指标有哪些？8、电动汽车对动力电池的要求主要有哪些？9、蓄电池的常规充电方法有哪几种？10、按电解质分类燃料电池有哪几种？11、什么是超级电容器？12、超级电容器的特点13、简述飞轮电池及其结构与原理？14、直流电动机的优缺点？15、无刷直流电动机的优缺点?16、永磁同步电动机优缺点？17、开关磁阻电动机的优缺点？18、电动汽车制动能量回收的方法有哪几种？答案一、填空1、电动；气体燃料；生物燃料；氢燃料2、电力驱动；车载电源；辅助3、压缩；液化4、甲醇；乙醇；二甲醚5、铅酸；镍氢；镍镉；锂离子；锌镍6、恒流；恒压；脉冲快速7、纯电动；混合动力；燃料电池8、串联；并联；混联9、蓄电池；燃料电池；超级电容器；飞轮电池10、直流；无刷直流；异步；永磁同步；开关磁阻11、常规；快速；无线；更换；移动式二、选择1、B2、B3、C4、C5、C6、C7、C8、C9、B 10、A 11、A 12、D 13、A 14、B 15、D 16、D 17、D 18、D 19、C 20、A21、B三、术语解释1、压缩天然气（CNG）是指压储存在车载高压气瓶中的天然气，主要成分是甲烷，易于完全燃烧，抗爆性好。
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。
SAE燃料电池汽车(FCEV)标准委员会燃料电池汽车标准
SAE 燃料电池汽车（FCEV ）标准委员会燃料电池汽车标准赵静炜（中国汽车技术研究中心 天津 300162）燃料电池汽车（FCV ）因其具有安静、高效和零污染（或低污染）排放的特点，同时续驶里程完全可以和内燃机汽车相媲美，具有结束内燃机汽车百年统治地位的潜力。
世界汽车发达国家政府和企业界竞相投入大量资金用于燃料电池汽车研发。
这种情况下美国OEMs 和一些供应商认为燃料电池汽车领域已经开始对标准提出需求，1998年，OEMs 提出在SAE 电动车辆论坛下建立燃料电池标准论坛。
在SAE ，对于电动车辆（EVs）先期制定的标准框架已基本制定完成，形成了SAE 推荐规程，但其工作重点主要是针对电池驱动的电动汽车。
OEM 认为今后的工作重点应放在燃料电池电驱动的车辆上，同时OEM 也对ISO/TC22/SC21(国际标准化组织/道路车辆技术委员会/电动道路车辆分技术委员会)以及IEC （国际电动委员会）表达了这种观点。
1999年，召开了SAE 燃料电池标准论坛成立大会，同年召开了第1次论坛大会，成立了几个工作小组，并提出了50多个“感兴趣的项目”由不同的工作组承担。
2000年，ISO/TC22/SC21主席提议与SAE 燃料电池标准论坛合作，并建立了“特殊联络”渠道，这种“特殊联络”被其他的标准化组织看好，IEC/TC105——燃料电池，IEC/TC69——电动道路车辆和电动工业用卡车，ISO/TC197——氢源技术和ISO/TC58——气瓶标委会希望实现与SAE 、ISO/TC22/SC21的协调和沟通，加入到这个工作领域。
SAE 与ISO/TC22/SC21的这种关系被SAE 接受后，日本电动车辆协会(JEV A)也要求加入到这个“特殊联系”中，JEV A 建立了与SAE 框架类似的工作组，这样在燃料电池汽车标准方面自然的信息流通导致了“全球协调标准”。
2001年，SAE 燃料电池标准论坛重新更名为“SAE 燃料电池标准委员会”，成为一个独立组织，不再依赖SAE 电动车辆论坛，标委会的主要相关联系见图1。
常见的新能源汽车有哪些种类
常见的新能源汽车有哪些种类新能源汽车是指有别于传统的燃烧汽油或柴油的发动机汽车, 目前主要分为纯电动汽车、混合动力汽车、燃料电池汽车等几大种类。
1.纯电动汽车(Battery Electric Vehicle , 简称BEV)纯电动汽车就是指纯粹靠电能驱动的车辆, 它不需要其他能量。
它可以通过家用电源（普通插座）、专用充电桩或特定的充电场所进行充电, 以满足日常的行驶需求。
代表车型: 北汽EX360、比亚迪e系列。
在结构原理上, 纯电动汽车完全依靠电能驱动, 工作时安静程度也比普通燃油汽车好很多, 甚至还需要刻意去加装加噪装备提醒路人有车辆经过, 而且电机具备低转速、高扭矩的特点, 使得其启动和加速性能也很好。
纯电动汽车的优势就是零排放, 完全不需要燃油产生动能, 使用成本较传统燃油汽车低很多, 周期性保养项目、保养费用也比普通汽车低很多, 一般更换齿轮油、刹车片即可。
还可以享受到较多的国家补贴, 不同地区也都有相应的补贴政策。
纯电动汽车的缺点也很明显: 续航里程受电池容量的限制, 续航里程也比较短；与传统燃油车辆加油相比, 充电比较费时。
同时为之服务的充电设施数量比较少, 布局也不够广泛, 还有待进一步增设；动力电池更换费用高, 甚至占总车价的一半还多, 电池衰减的问题却是客观存在的；环境温度对于电池的影响也比较明显, 尤其是严寒的冬季电池容量明显减小。
目前大部分厂家都提供5年/10万千米的电池质保。
2.混合动力汽车（Hybrid Electric Vehicle, 简写HEV）广义上说, 混合动力汽车是指车辆驱动系统由两个或多个能同时运转的单个驱动系统联合组成的车辆, 车辆由单个驱动系统单独或共同提供动力。
通常我们说的混合动力汽车, 是指油电混合动力汽车, 即采用传统的内燃机（柴油机或汽油机）和电机作为动力源。
混合动力汽车可以分为三类:（1）普通混合动力汽车。
普通混合动力汽车的动力电池容量较小, 不能由外部电源充电, 纯电动模式续航里程很短, 纯电驱动仅在车辆起步、低速工况时使用, 汽车运行时主要依靠发动机, 只有在急加速时, 电机才辅助提供能量。
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。
FCEV
3
FCEV基本结构 基本结构
“燃料电池十蓄电池”混合驱动FCEV
结构示意图
车轮
燃料电池
DC/DC 蓄电池
电机控制器
电机
传动装置
燃料电池 控制器
DC/DC 控制器 蓄电池管理系统
车轮
整车控制器
电力接连 机械连接 信号连接
3
FCEV基本结构 基本结构
“燃料电池十蓄电池”混合驱动FCEV
动力源 燃料电池和蓄电池2个动力源。 汽车功率负荷由燃料电池和蓄电池共同承担。 蓄电池作用 ◇ 燃料电池系统启动时，蓄电池提供电能用于空压机或鼓风机的工 作，电堆的加热，氢气和空气的加湿等。 ◇ 驱动汽车。 ◇ 回收再生制动能量。
3
课外作业
FCEV基本结构 基本结构
简述燃料电池电动汽车的类型，及各类燃料电池电动汽车的结构和 优缺点。
3
功率混合型FCEV
FCEV基本结构 基本结构
特点 ◇ 燃料电池所提供的功率占整车总需求功率的比例较大。 ◇ 燃料电池为主动力源，蓄电池或超级电容为辅助动力源。 ◇车辆行驶需求功率主要由燃料电池提供，蓄电池只是在燃料电池 启动、车辆爬坡和加速时提供功率，在车辆制动时回收再生制动能量。 优点 可减小蓄电池容量，利于减轻车重，提高车辆动力性。 缺点 ◇ 需配备较大功率的燃料电池，故整车成本较高。 ◇ 燃料电池工作随车辆工况波动较大。
3
FCEV基本结构 基本结构
“燃料电池十蓄电池”混合驱动FCEV
优点 ◇ 降低了对燃料电池的功率和动态特性的要求。 ◇ 降低了燃料电池系统的成本。 ◇ 能够回收再生制动能量。 缺点 ◇ 增加了驱动系统的重量、体积和复杂性。 ◇ 增加了蓄电池的维护和更换费用。
3
燃料电池电动汽车驱动电机及其控制技术
燃料电池电动汽车驱动电机及其控制技术作者：刘俊骏宋雨茜欧俊阳来源：《科技风》2016年第15期摘要：燃料电池电动汽车是根据原电池的原理，将化学能转化为电能，再通过驱动系统将电能转化为机械能，由于其产物是水，因此对环境无污染。
本文主要讨论了不同的电机驱动形式及其控制技术。
关键词：燃料电池；电动汽车；驱动电机；控制技术目前，石油等资源正在进一步匮乏，而且环境问题也日趋严重，因此社会对资源和环境的重视度正在逐步提高，燃料电池电动汽车作为一种新的节能环保的交通工具正受到来自各国政府的高度重视。
1 FCEV的结构及其工作原理1.1 FCEV动力系统的基本结构FCEV的基础是传统的燃油汽车，目前许多已经应用在FCEV上的技术参数都是由燃油汽车上的相关参数修改而来的，因此就外形来看，FCEV的外形特点和传统的燃油汽车几乎没有差别，但是两者在动力系统上却有着明显差异。
鉴于电机驱动独有的一些特点，所以FCEV在其结构、性能与技术参数上也有其独到的一面。
1.2 燃料电池的工作原理燃料电池的本质就是原电池，它能将化学能转化为电能，在阳极上提供氢气，阴极上提供氧气，氢气在催化剂Pt的作用下失去电子形成H+，留在电解液中，而电子则沿外部电路流到阴极，形成电流。
在阴极上，O2与H+在Pt的作用下发生化学反应生成水，理论上只要原料能持续输入和产物水能及时排出，那么这个装置就能持续的向外供电。
2 FCEV驱动电机的作用驱动系统的核心部件是电机，电机将燃料电池发出的电能转变为机械能驱动电动汽车运动，所以FECV的动力性能将直接由电机来保证。
3 燃料电池电动汽车驱动电机的种类及其控制方法驱动电机及其控制技术是电动汽车驱动系统重点研究对象，目前根据电机的种类不同可以分为直流电机、交流异步电机、永磁同步电机和开关磁阻电机4种。
直流电机因为其结构简单易于调整等优势最早应用在电动汽车上，但随着技术的不断革新，交流电机展现出来的优势更强于直流电机。
fcev原理
fcev原理
FC-EV是一种基于燃料电池和电动车技术的能源互补系统。
它结合了燃料电池车和电动车的优势，可以提供长时间、长里程的驱动能力，并且能够充分利用能源，降低排放。
FC-EV的原理是将燃料电池和电动车的驱动系统相互补充。
燃料电池是一种利用氢气和氧气在化学反应中产生电能的装置，而电动车则使用电能驱动发动机。
在FC-EV系统中，燃料电池产生的电能被用来为电动车的电池充电，以提供额外的驱动能力。
具体来说，FC-EV系统包括燃料电池、电池组、电动机和控制系统。
燃料电池产生的电能首先通过电控系统进行整流和与电池组的匹配，然后被储存到电池组中。
当车辆需要驱动时，电能从电池组中供给给电动机，使车辆运行。
在FC-EV系统中，燃料电池的作用是为电池组提供充电，扩展了电动车的里程和驱动时间。
电池组则提供了更高的功率和峰值输出能力，使得车辆能够具备更好的动力性能。
同时，由于燃料电池产生的电能是通过氢气和氧气反应产生的，因此其排放只有水蒸汽，减少了对环境的污染。
总的来说，FC-EV系统利用燃料电池和电动车技术的互补优势，提供了长时间、长里程的驱动能力，同时降低了对环境的影响。
这种系统在未来能源和交通领域
有着广泛的应用前景。
新能源之燃料电池汽车-PPT文档资料
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
新能源汽车EV、BEV、HEV、PHEV、REEV、FCEV、MHEV是什么意思
新能源汽车EV、BEV、HEV、PHEV、REEV、FCEV、MHEV是什么意思随着国家对新能源汽车的重视及各大厂商在新能源汽车的投入，我们在新闻里经常看到多种新能源汽车的报道，有时候媒体会使用统一的英文简称来表示。
今天我们对这些新能源汽车的简称，做一个梳理，希望能给各位读者一个完整的解释。
现在我们常见的各种新能源汽车的英文简称有EV、BEV、HEV、PHEV、REEV、FCEV、MHEV等。
1、EV 即Electric Vehicle，意思为电动汽车，使用电能驱动，具有电动机；2、BEV 即Battery Electric Vehicle，意思为电池电动汽车，同样使用电能驱动，具有电动机；BEV 使用蓄电池存储动力，那么根据电池的不同，蓄电池种类有：锂电池、磷酸铁锂、三元锂等，电池的性质在：体积、比重、比功率、比能量、循环寿命上各有差异。
3、HEV 即Hybrid Electric Vehicle，意思为混合动力汽车，使用电能、汽油转化等动能驱动，具有电动机与发动机。
HEV 根据其电池的充电方式的不同，分为可插电和不可插电。
插电混合动力即为PHEV。
4、 PHEV 即Plug-in Hybrid Electric Vehicle，意思为插电式混合动力汽车，使用电能、汽油转化等动能驱动，具有电动机与发动机。
其最大的特点是可以进行外接电源进行充电。
在电池电量耗尽后，可以使用汽油转化的动能继续驱动汽车。
注：HEV 与PHEV 具有能量回收的设置，但是发动机的动能不会直接转化成电能，从而驱动电动机或对电池进行充电。
使用发动机发电，对电动机供电的汽车，即为REEV。
5、REEV 即Range Extend Electric Vehicle，意思为增程式电动汽车，使用电能驱动，具有电动机与发电机：增程器，增程器的作用为使用汽油进行转化，输出电能到电动机，从而实现在电量较低或车辆高速行驶时驱动车辆。
增程器不直接驱动车辆，也不会使用汽油转化给电池充电。
新能源燃料电池电动汽车基本结构及其传动系统讲义
联合驱动的FCEV
14
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
难度也随之增大。
1.2 燃料电池电动汽车的特点
15
1.燃料电池汽车的优点： （1）效率高：可以达到30%以上； （2）续驶里程长； （3）绿色环保：生成物只有水，属于零排放； （4）过载能力强； （5）低噪音：运行过程中噪音和振动都较小； （6）设计方便灵活。
2.2 辅助动力源
40
（1）在FCEV起动时，由辅助动力源提供电能带动燃料电池发动机起动， 或带动车辆起步。
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。
4．燃料电池与辅助蓄电池和超级电容 联合驱动的FCEV
12
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。
（3）各种结构件有足够的强度和可靠性, 可以在负荷变化情况下正常运转。 并能够耐受FCEV行驶时的振动和冲击。
1.3 燃料电池电动汽车对燃料电池的基 18
本要求
（4）FCEV除排放达到零污染的要求外, 动力性能要求基本达到或接近内燃 机汽车的动力性能的水平, 性能稳定可靠。
（5）各种辅助技术装备的外形尺寸和辅助技术装备的质量应尽可能地减小, 以符合FCEV的装车要求。
１驱动轮 ２驱动系统 ３驱动电动机 ４ＤＣ／ＡＣ逆变器 ５辅助电源装置 ６燃料电池发动机 ７空气压缩机 8 重整器 9 甲醇罐 ９氢气供应系统辅助装置 １０中央控制器 11 ＤＣ／ＤＣ变换器
《新能源汽车技术》——06 燃料电池电动汽车
1
燃料电池电动汽车概述
2 燃料电池电动汽车的结构与原理
3 燃料电池电动汽车关键技术
4 燃料电池电动汽车实例及性能分析
17
第三节 燃料电池电动汽车关键技术
燃 燃料电池系统 料 电 车载储氢系统 池 车载蓄电系统 电 动 电动机及其控制技术 汽 整车布置 车 关 整车热管理 键 整车与动力系统的参数选择与优化设计 技 术 多能源动力系统的能量管理策略
24
4.3 奔驰B级F-CELL燃料电池车
梅赛德斯-奔驰首款量产燃料电池 车首批200辆小规模量产的B 级燃料电 池车，在2011年年初起逐渐交付欧洲和 美国的客户。B级燃料电池车的核心技 术是新一代燃料电池驱动系统，这种燃 料电池尺寸紧凑、动力强劲、使用安全， 且完全适用于日常使用。燃料电池能够 在行车过程中产生电力，而产生的唯一 排放物质是水，实现了绝对的零排放零 污染。
车载蓄电 系统 3
车载蓄电系统包括铅酸蓄电 池、镍-氢电池、锂离子电池 等蓄电池及超级电容、飞轮电 池等。
19
燃料电池系 统 4
驱动电动机是燃料电池电动 汽车的心脏，正向大功率、高 转速、高效率和小型化方向发 展。
车载储氢系 统 5
然料电池电动汽车在整车布 置上有以下关键问题： 燃料电池及电动机的相关
02 并联式燃料电池电动汽车
并联式燃料电池电动汽车动力系统由燃料电池和蓄电池共同向电动 机提供电力。并联式燃料电池电动汽车可分为大燃料电池型电动汽车 和小燃料电池型电动汽车，分类依据为燃料电池与蓄电池能量大小配 置不同。
5
1.1 燃料电直接燃料电池电动汽车
直接燃料电池电动汽车的燃料主要是纯氢，也可以用甲醇等作为燃 料。直接燃料电池电动汽车的燃料排放无污染，被认为是最理想的 汽车，但存在氢的制取和存储困难等特点。
fcevs工作原理
fcevs工作原理燃料电池电动汽车（FCEV）的工作原理：燃料电池电动汽车（FCEV）是一种利用燃料电池技术产生电能为电动机提供动力的车辆。
与内燃机汽车不同，FCEV不排放废气，只排放水蒸气。
燃料电池工作原理：燃料电池是将燃料中的化学能转化为电能的装置。
在FCEV中，燃料通常是氢气。
氢气分子被输送到燃料电池，在电池内与氧气发生化学反应，产生水蒸气和电子。
这些电子在外电路中流动，产生电流，为电动机提供动力。
氢气的储存：FCEV需要一种安全且高效的方式来储存氢气。
目前，有两种主要方法：高压储罐：将氢气压缩到高压下储存在车载储罐中。
液态氢储罐：将氢气冷却至液态并储存在真空绝缘储罐中。
液态氢储罐的储氢密度更高，但需要特殊的低温和绝缘技术。
高压储罐的技术相对成熟，但储氢密度较低。
电动机和动力系统：与其他电动汽车一样，FCEV也使用电动机将电能转换为机械能，驱动车轮。
FCEV的动力系统通常包括燃料电池系统、电动机、变速器和动力电池。
动力电池可以存储多余的电能，并在需要时为电动机提供辅助动力。
优势：零排放：FCEV只排放水蒸气，不会产生有害废气。
高能量密度：氢气具有很高的能量密度，使FCEV的续航里程可以与内燃机汽车相媲美。
快速加氢：与电动汽车充电相比，加氢只需几分钟即可完成。
挑战：氢气生产和基础设施：大规模生产和配送氢气具有挑战性，还需要建立广泛的加氢站网络。
成本：FCEV以及氢气生产和加氢基础设施的成本相对较高。
安全性：氢气是一种易燃气体，需要安全且可靠的储存和处理技术。
前景：FCEV被认为是未来清洁能源交通的一个潜在解决方案。
随着技术的发展和基础设施的建设，FCEV有望成为一种更具可行性和经济性的零排放汽车。
EV、FCEV和HEV用驱动电动机技术初探
目 前 ， 交 流 电 动 机 、 永 磁 电 动 机 和 开 关 磁 阻 电 动 机 包 括 它 们 的 控 制 装 置 ，成 本 还 比 较 高 ，一 旦 形 成 产 量 以后 ，这 些 电 动 机 和 控 制 装 置 的 价 格 会 迅 速
表 １ 各Ｖ、 Ｆ ＣＥ Ｖ和 ＨＥ Ｖ所 采 用 的 驱 动 电 动 机 种 类
Ｅ 、Ｆ Ｅ Ｖ Ｃ Ｖ和 ＨＥＶ分 别 代 表 纯 电 动 、 燃 料 电 池 和 混 合 动 力 电 动 汽 车 ，前 两 者 以 电 动 机 作 为 单 纯 驱 动 力 ，后 者 则 以 电 动 机 为 辅 助 动 力 。 电 动 机 的 种 类 很 多 ，用 途 广 泛 ， 功 率 的 覆 盖 面
中 图 分 类 号 ： Ｕ ６ 、加 ． ４ ９７ １ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ： １ ０ － ６ ９（０ ７） １ ０ ０ — ４ ０ ３ ８ ３ ２ ０ １－ ０ ４ ０
Ｔｅ ｈｎｏ ｏｇ ｆ Ｄ ｒ ｖ ｎｇ Ｍ ｏ ｏ ｓ ｆ ｒ ｃ ｌ ｙ ｏ ｉｉ ｔ ｒ ｏ ＦＶ 。 ＦＣＥ Ｖ ｄ ＥＶ ａｎ Ｈ
能 比 较 见 表 １ 。
的 生 命 ， Ｔ型 车 价 格 只 有 ２ ０ 元 ， 因 此 加 速 了 电 动 ６美
汽 车 的 消 失 。 到 ２ 世 纪 ３ 年 代 ， 电 动 汽 车 几 乎 消 ０ ０ 失 。 ２ 世 纪 ７ 年 代 由 于 能 源 危 机 和 石 油 短 缺 使 电 ０ ０ 动 汽 车 重 新 获 得 生 机 ，但 到 了 ２ 世 纪 ７ 年 代 末 能 ０ ０ 源 危 机 和 石 油 短 缺 问 题 已 不 再 严 重 ， 石 油 价 格 下 跌 使 得 电动 汽 车 还 没 商 业 化 就 再 一 次 走 入 低 谷 ， 直 到 ２ 世 纪 ８ 年 代 ， 由 于 人 们 日益 关 注 空 气 品 质 ０ ０ 和 温 室 效 应 产 生 的 影 响 ， 电 动 汽 车 的 发 展 再 次 获
新能源汽车EV、PHEV、HEV区别
PHEV，一般配置的电池容量不太大，所以一般只配置交流慢充一种充电接口。
代表车型 比亚迪秦，唐，上汽荣威e550，e950，奇瑞艾瑞泽7e，三菱欧蓝德等
EREV
Extended-Range Electric Vehicles，增程式电动汽车，通 过燃油发电，给电池充电，电动 机驱动汽车行驶。
保密文件 RESTRICTED
保密文件 RESTRICTED
evhevhpev等新能源车区别区分是否加工作原理优点缺点ev纯电动电机驱动车辆零油耗动力强充电不方便hev合三种模式切换性能强较省油能量回收电池容量小无补贴phev合三种模式均可驱动车辆性能强省油能量回收价格较高充电不方便erev增程式电发动机为电池充电电机驱动车辆续航能力强高速动力表现若fcev燃料电池燃料氢为电池充电电机驱动车辆能量转换效率高噪音小加气不方便ev车型特点一般指纯电动汽车
性能强、较省油、 能量回收 性能强、省油、能 量回收
电池容量小，无补 贴 价格较高、充电不 方便
√
√
√
√/X
续航能力强
高速动力表现若
X
X
能量转换效率高， 噪音小
加气不方便
EV
工作原理 Battery Electric vehicle， 电池动力汽车。
保密文件 RESTRICTED
车型特点
一般指纯电动汽车。即只有电池提供能源供给，只有电动机提供动力，驱动汽车前行。这类车型可以实现行 驶过程完全零排放。 纯电动汽车一般配置较大容量的电池，并提供交流慢充和直流快充两种充电接口。 因为这类车型只能依靠电池提供能量，基于目前电池性能和充电基础设施的现状，纯电动车型会给车主带来 较大的里程焦虑，说人话就是总担心行车半路没电了，被甩在路上。 代表车型 特斯拉系列，日产聆风，宝马i3，比亚迪e6，e5，秦EV，北汽EV系列，江淮iEV系列，上汽E50等。
新能源汽车概论_题库完整
新能源汽车基础知识A．纯电动汽车B．插电式混合动力汽车C．液化石油气汽车D．燃料电池电动汽车2．不属于纯电动汽车的部件是（ B ）。
A．动力电池B．增程器C．电机控制器D．电机3．不属于新能源汽车性能参数的是（C ）。
A．最高车速B．续航里程C．电池能量密度D．能量消耗量4．新能源汽车整车整备质量不包括（D ）。
A．动力电池B．备用轮胎C．随车工具D．驾驶员5．影响纯电动汽车续航里程的最主要因素是（A ）。
A．电池比能量B．电池比功率C．电池电压D．电池荷电状态四、问答题1．EV、BEV、HEV、FCEV分别代表什么？答：EV代表电动汽车；BEV代表纯电动汽车；HEV代表混合动力电动汽车；FCEV代表燃料电池电动汽车。
2．动力电池的基本参数有哪些？答：电池基本参数有电压、电池容量、电池能量、能量密度、功率密度、电池放电倍率、荷电状态、寿命等。
3．驱动电机的基本参数有哪些？答：电机基本参数有额定功率、峰值功率、额定转速、最高工作转速、额定转矩、峰值转矩、堵转转矩、额定电压、额定电流、额定频率。
4．如何计算新能源汽车积分？5．混合动力电动汽车发展规划中的关键指标是什么？纯电动汽车认知一、名词解释1．电驱动系统答：电驱动系统主要由电机、电机控制器和机械传动装置组成，它的结构形式直接影响电动汽车驱动系统的布置形式。
2．锂离子电池答：锂离子电池是用锰酸锂、磷酸铁锂或钴酸锂等锂的化合物作正极，用可嵌入锂离子的碳材料作负极，使用有机电解质的蓄电池。
3．电池管理系统答：电池管理系统（BMS）是指监视蓄电池的状态（温度、电压、电流、荷电状态等），可以为蓄电池提供通信、安全、电芯均衡及管理控制，并提供与应用设备通信接口的系统。
4．感应异步电机答：感应异步电机也称交流感应电机，它是指定子及转子为独立绕组，双方通过电磁感应来传递力矩，其转子以低于/高于气隙旋转磁场转速旋转的交流电机。
5．永磁同步电机答：永磁同步电机是指转子采用永磁材料励磁的同步电机，是国电动汽车应用的主流，约占80%。
【新能源汽车电子教案】第五章 燃料电池电动汽车
第五章燃料电池电动汽车学习目标1.掌握燃料电池的类型及特点，并了解其工作原理。
2.掌握燃料电池电动汽车的类型及结构。
3.了解燃料电池电动汽车的产业发展状况。
4.了解燃料电池电动汽车的典型车型。
第一节燃料电池电动汽车的类型与基本结构一、燃料电池类型及其性能分析燃料电池是一种将氢和氧的化学能通过电极反应直接转换成电能的装置、燃料电池可分为碱性燃料电池（AFC）、磷酸燃料电池（PAFC）、熔融碳酸盐燃料电池（MCFC）、质子交换膜燃料电池（PEMFC）等。
11．质子交换膜燃料电池质子交换膜燃料电池单体主要由膜电极（阳极、阴极）、质子交换膜和集流板组成。
2．碱性燃料电池碱性燃料电池的电解质为碱性的氢氧化钾（KOH），故称为碱性燃料电池。
3．磷酸燃料电池磷酸燃料电池是以磷酸为电解质，故称为磷酸燃料电池。
4．熔融碳酸盐燃料电池熔融碳酸盐燃料电池（MCFC）通常采用含锂和钾的碳酸盐为电解质，阴极为镍的氧化物，阳极为镍合金，正常工作温度为650oC。
25．固体氧化物燃料电池固体氧化物燃料电池的电解质是固体氧化物，催化剂和电池的结构材料，也都是固体氧化物。
故称为固体氧化物燃料电池。
二、燃料电池电动汽车的类型与其结构燃料电池汽车定义：燃料电池电动汽车（FCEV）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。
1．燃料电池单独驱动FCEV该结构只有燃料电池一个动力源，汽车的所有功率负荷都由3燃料电池承担。
图5-6纯燃料电池驱动的FCEV2．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43．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。
图5-8燃料电池与超级电容联合驱动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。
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3
功率混合型FCEV
FCEV基本结构 基本结构
特点 ◇ 燃料电池所提供的功率占整车总需求功率的比例较大。 ◇ 燃料电池为主动力源，蓄电池或超级电容为辅助动力源。 ◇车辆行驶需求功率主要由燃料电池提供，蓄电池只是在燃料电池 启动、车辆爬坡和加速时提供功率，在车辆制动时回收再生制动能量。 优点 可减小蓄电池容量，利于减轻车重，提高车辆动力性。 缺点 ◇ 需配备较大功率的燃料电池，故整车成本较高。 ◇ 燃料电池工作随车辆工况波动较大。
EV基本结构 基本结构
按能量来源分类
纯燃料电池 驱动
混合驱动
车载纯氢
燃料重整
按辅助动 力源分类
按燃料电池 功率分类
燃料电池 十蓄电池
燃料电池 十超级电容
燃料电池 十蓄电池 十超级电容
能量混合型
功率混合型
3
纯燃料电池驱动FCEV
结构示意图
FCEV基本结构 基本结构
车轮
燃料电池
DC/DC
电机控制器
电机
传动装置
燃料电池 控制器
DC/DC 控制器 整车控制器
车轮 电力接连 机械连接 信号连接
3
纯燃料电池驱动FCEV
FCEV基本结构 基本结构
动力源 燃料电池单一动力源。 汽车所有功率负荷都由燃料电池承担。 优点 结构简单。 缺点 ◇ 燃料电池功率大，成本昂贵。 ◇ 对燃料电池系统的动态性能和可靠性要求很高。 ◇ 不能进行再生制动能量回收。
结构示意图
车轮
燃料电池
主DC/DC 辅助DC/DC 辅助DC/DC
电机控制器
电机
传动装置
燃料电池 控制器
主DC/DC 控制器
车轮 超级电容 整车控制器 电力接连 机械连接 信号连接
3
FCEV基本结构 基本结构
“燃料电池十超级电容”混合驱动FCEV
与“燃料电池十蓄电池”混合驱动FCEV的比较 用超级电容代替蓄电池 ◇ 相同点 2种FCEV结构类似。 超级电容和蓄电池所起的作用类似。 ◇ 不同点 蓄电池寿命短，成本高，使用要求复杂。 超级电容寿命长，效率高，使用成本低，有利于FCEV的商业化推 广和应用。
3
FCEV基本结构 基本结构
“燃料电池十蓄电池+超级电容”混合驱动FCEV
结构示意图
燃料电池 主DC/DC 蓄电池 电机控制器 辅助DC/DC 辅助DC/DC 车轮 蓄电池管理系统 超级电容 整车控制器 电力接连 机械连接 信号连接 电机 车轮
传动装置
燃料电池 控制器
主DC/DC 控制器
与“燃料电池十蓄电池”混合驱动FCEV的比较 在电压总线上再并联一组超级电容，用于提供加速或吸收紧急制动 的尖峰电流，减轻蓄电池负担，延长其使用寿命。
3
课外作业
FCEV基本结构 基本结构
简述燃料电池电动汽车的类型，及各类燃料电池电动汽车的结构和 优缺点。
3
能量混合型FCEV
FCEV基本结构 基本结构
特点 ◇ 燃料电池所提供的功率占整车总需求功率的比例较小。 ◇ 燃料电池只能提供一部分车辆行驶需求功率，不足部分还需其它 动力源如蓄电池或超级电容提供。 优点 燃料电池可常在系统效率较高的额定功率区域内工作。 缺点 ◇ 需配备较大容量的蓄电池，故整车自量增加，动力性变差，布置 空间紧张。 ◇ 每次运行结束后，除要加注氢燃料外，还需用地面电源为电池充 电。
3
FCEV基本结构 基本结构
“燃料电池十蓄电池”混合驱动FCEV
优点 ◇ 降低了对燃料电池的功率和动态特性的要求。 ◇ 降低了燃料电池系统的成本。 ◇ 能够回收再生制动能量。 缺点 ◇ 增加了驱动系统的重量、体积和复杂性。 ◇ 增加了蓄电池的维护和更换费用。
3
FCEV基本结构 基本结构
“燃料电池十超级电容”混合驱动FCEV
3
FCEV基本结构 基本结构
“燃料电池十蓄电池”混合驱动FCEV
结构示意图
车轮
燃料电池
DC/DC 蓄电池 DC/DC 控制器 蓄电池管理系统
电机控制器
电机
传动装置
燃料电池 控制器
车轮 电力接连 机械连接 信号连接
整车控制器
3
FCEV基本结构 基本结构
“燃料电池十蓄电池”混合驱动FCEV
动力源 燃料电池和蓄电池2个动力源。 汽车功率负荷由燃料电池和蓄电池共同承担。 蓄电池作用 ◇ 燃料电池系统启动时，蓄电池提供电能用于空压机或鼓风机的工 作，电堆的加热，氢气和空气的加湿等。 ◇ 驱动汽车。 ◇ 回收再生制动能量。