新能源汽车结构与原理复习.ppt
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东风汽车公司技术中心
电动汽车概述
电动汽车历史
In the late 1881 electric vehicles (EVs) outsold gasoline cars ten to one. EVs dominated the roads and dealer showrooms. Some automobile companies, like Oldsmobile and Studebaker actually started out as successful EV companies, only later transitioning to gasoline-powered vehicles. In fact, the first car dealerships were exclusively for EVs.
净化后的氢气供给PEMFC系统发电并生成可循环使用的纯 水。
2.3.3 类型
铅酸电池 ◇阀控铅酸电池(VRLA) (2V) 镍基电池 ◇镍—镉电池(Ni-Cd) (1.2V) ◇镍—锌电池(Ni-Zn) (1.6V) ◇镍氢电池(Ni-MH) (1.2V) 金属空气电池 ◇锌空气电池(Zn/Air) (1.2V) ◇铝空气电池(Al/Air) (1.4V) 钠-β电池 ◇钠硫电池(Na/S) (2V) ◇钠镍氯化物电池(Na/NiCl2) (2.5V) 常温锂电池 ◇锂聚合物电池(Li-Polymer) (3V) ◇锂离子电池(Li-Ion ) (4V)
4.2.2 直接甲醇燃料电池
使用甲醇燃料的PEMFC
◇组成
水箱
Hபைடு நூலகம்O
PEMFC 空气
H2O
H2
甲醇容器
蒸发器
重整器
净化器
CH3OH
CH3OH
H2
CO2
◇工作原理
H2O
CO2
甲醇与水混合和蒸发后，通过车载重整器转化为氢气和二氧 化碳气体。重整反应：CH3OH+H2O → 3H2+CO2 净化器除去重整产物中使催化剂中毒的二氧化碳等有害气体.
电动汽车历史
几点事实： 1834年， Thomas Davenport发明（不
可充电）蓄电池电动车 1859年，Gaston Plante发明可充电铅
酸蓄电池电动车 1895年，第一次机动车辆比赛，电动车
获胜 1896年第一次销售电动车
东风汽车公司技术中心
TESLA MODEL S 纯电动汽车
使用要求不同而异。
电性能
5、电池容量及其影响因素
电池的电容量，简称为容量，单位为库 仑(C)或安时(Ah)。表征电池容量特性的专 用术语有以下三个:
a、理论容量
理论容量系指根据参加电化学反应的活 性物质电化学当量数计算得到的电量。通 常，理论上1电化当量物质((1电化当量物质 的量，等于活性物质的原子量或分子量除 以反应物的电子数)将放出1法拉第电量，即 96500C或26.8Ah。
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
电性能
表征电池放电时电压特性的专业术语有以下几个: a、额定电压(或称公称电压)，系指该电化学体系
的电池工作时公认的标准电压: b、工作电压，系指电池在某负载下实际的放电电压，
通常是指一个电压范围; c、中点电压，系指电池放电期间的平均电压或中心
电压: d、终止电压，系指放电终止时的电压值，视负载和
碱性燃料电池(Alkaline Fuel Cells， AFC) 磷酸燃料电池(Phosphoric Acid Fuel Cells，
PAFC) 熔 融 碳 酸 盐 燃 料 电 池 (Molten Carbonate
Fuel Cells， MCFC) 固态氧化物燃料电池(Solid Oxide Fuel Cells，
将天然气在常压下-162℃时液化后装入低压保温 容器中放在汽车上作为燃料，就是所谓的 LNGV(Liquid Natural Gas Vehiele)，即液化天 然气汽车。
在油田轻烃回收装置中处理天然气时和在石油炼 制过程中都有一种以丙烷和丁烷为主的副产品。 它们也是天然气组成的一部分，较易液化，在常 压下是气态，也可做汽车燃料，这就是液化石油 气LPG(Liquefied Petroleum Gas)。靠燃烧LPG 获取动力的汽车叫液化石油气汽车，英文缩写为 LPGV，习惯上也将LPGV作为天然气汽车的一种。
SOFC) 直 接 甲 醇 燃 料 电 池 (Direct Methanol Fuel
Cells， DMFC)
4.2.1 质子交换膜燃料电池
性能
工作温度 (℃)
50~100
功率密度 (W/cm2)
0.35~0.6
预期寿命 (103h)
40
预期成本 (US$/kW)
200
加压燃料电池
环境压力燃料电池
混联式混合动力
TOYOTA混合动力轿车PRIUS
为提高气体燃料的能量密度，在汽车上使用天然 气时，或是将天然气加压，或是将天然气液化。
天然气压缩后储存在高压气瓶中放在车上相当于 普通汽车的油箱，气瓶中气体的压力一般为 20MPa，这就是所谓的CNGV (Compressed Natural Gas Vehicle)，即压缩天然气汽车。
电性能
b、实际容量
4.1.2 燃料电池概述
燃料电池用于FCEV时的不足 ◇燃料电池可持续发电，但不能开开停停。 ◇不能被充电，不能接受FCEV制动或下坡时所反馈的
再生制动电能，需要配备其它形式的蓄电池来存储 燃料电池的多余电能和制动或下坡时所反馈的电能。
燃料电池分类
质 子 交 换 膜 燃 料 电 池 （ Proton Exchange Membrane Fuel Cells ， PEMFC ； Solid Polymer Fuel Cells ，SPFC）
电动汽车概述
电动汽车历史
In the late 1881 electric vehicles (EVs) outsold gasoline cars ten to one. EVs dominated the roads and dealer showrooms. Some automobile companies, like Oldsmobile and Studebaker actually started out as successful EV companies, only later transitioning to gasoline-powered vehicles. In fact, the first car dealerships were exclusively for EVs.
净化后的氢气供给PEMFC系统发电并生成可循环使用的纯 水。
2.3.3 类型
铅酸电池 ◇阀控铅酸电池(VRLA) (2V) 镍基电池 ◇镍—镉电池(Ni-Cd) (1.2V) ◇镍—锌电池(Ni-Zn) (1.6V) ◇镍氢电池(Ni-MH) (1.2V) 金属空气电池 ◇锌空气电池(Zn/Air) (1.2V) ◇铝空气电池(Al/Air) (1.4V) 钠-β电池 ◇钠硫电池(Na/S) (2V) ◇钠镍氯化物电池(Na/NiCl2) (2.5V) 常温锂电池 ◇锂聚合物电池(Li-Polymer) (3V) ◇锂离子电池(Li-Ion ) (4V)
4.2.2 直接甲醇燃料电池
使用甲醇燃料的PEMFC
◇组成
水箱
Hபைடு நூலகம்O
PEMFC 空气
H2O
H2
甲醇容器
蒸发器
重整器
净化器
CH3OH
CH3OH
H2
CO2
◇工作原理
H2O
CO2
甲醇与水混合和蒸发后，通过车载重整器转化为氢气和二氧 化碳气体。重整反应：CH3OH+H2O → 3H2+CO2 净化器除去重整产物中使催化剂中毒的二氧化碳等有害气体.
电动汽车历史
几点事实： 1834年， Thomas Davenport发明（不
可充电）蓄电池电动车 1859年，Gaston Plante发明可充电铅
酸蓄电池电动车 1895年，第一次机动车辆比赛，电动车
获胜 1896年第一次销售电动车
东风汽车公司技术中心
TESLA MODEL S 纯电动汽车
使用要求不同而异。
电性能
5、电池容量及其影响因素
电池的电容量，简称为容量，单位为库 仑(C)或安时(Ah)。表征电池容量特性的专 用术语有以下三个:
a、理论容量
理论容量系指根据参加电化学反应的活 性物质电化学当量数计算得到的电量。通 常，理论上1电化当量物质((1电化当量物质 的量，等于活性物质的原子量或分子量除 以反应物的电子数)将放出1法拉第电量，即 96500C或26.8Ah。
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
电性能
表征电池放电时电压特性的专业术语有以下几个: a、额定电压(或称公称电压)，系指该电化学体系
的电池工作时公认的标准电压: b、工作电压，系指电池在某负载下实际的放电电压，
通常是指一个电压范围; c、中点电压，系指电池放电期间的平均电压或中心
电压: d、终止电压，系指放电终止时的电压值，视负载和
碱性燃料电池(Alkaline Fuel Cells， AFC) 磷酸燃料电池(Phosphoric Acid Fuel Cells，
PAFC) 熔 融 碳 酸 盐 燃 料 电 池 (Molten Carbonate
Fuel Cells， MCFC) 固态氧化物燃料电池(Solid Oxide Fuel Cells，
将天然气在常压下-162℃时液化后装入低压保温 容器中放在汽车上作为燃料，就是所谓的 LNGV(Liquid Natural Gas Vehiele)，即液化天 然气汽车。
在油田轻烃回收装置中处理天然气时和在石油炼 制过程中都有一种以丙烷和丁烷为主的副产品。 它们也是天然气组成的一部分，较易液化，在常 压下是气态，也可做汽车燃料，这就是液化石油 气LPG(Liquefied Petroleum Gas)。靠燃烧LPG 获取动力的汽车叫液化石油气汽车，英文缩写为 LPGV，习惯上也将LPGV作为天然气汽车的一种。
SOFC) 直 接 甲 醇 燃 料 电 池 (Direct Methanol Fuel
Cells， DMFC)
4.2.1 质子交换膜燃料电池
性能
工作温度 (℃)
50~100
功率密度 (W/cm2)
0.35~0.6
预期寿命 (103h)
40
预期成本 (US$/kW)
200
加压燃料电池
环境压力燃料电池
混联式混合动力
TOYOTA混合动力轿车PRIUS
为提高气体燃料的能量密度，在汽车上使用天然 气时，或是将天然气加压，或是将天然气液化。
天然气压缩后储存在高压气瓶中放在车上相当于 普通汽车的油箱，气瓶中气体的压力一般为 20MPa，这就是所谓的CNGV (Compressed Natural Gas Vehicle)，即压缩天然气汽车。
电性能
b、实际容量
4.1.2 燃料电池概述
燃料电池用于FCEV时的不足 ◇燃料电池可持续发电，但不能开开停停。 ◇不能被充电，不能接受FCEV制动或下坡时所反馈的
再生制动电能，需要配备其它形式的蓄电池来存储 燃料电池的多余电能和制动或下坡时所反馈的电能。
燃料电池分类
质 子 交 换 膜 燃 料 电 池 （ Proton Exchange Membrane Fuel Cells ， PEMFC ； Solid Polymer Fuel Cells ，SPFC）