燃(ran)料電池汽(qi)車有哪些 什(shen)么是(shi)燃(ran)料電池汽(qi)車

什么是燃料電池汽車

燃(ran)料電池汽(qi)車(FCV)是一種用車載燃料電池裝置產生的電力作為動力的汽車。車載燃料電池裝置所使用的燃料為高純度氫氣或含氫燃料經重整所得到的高含氫重整氣。與通常的電動汽車比較,其動力方面的不同在于(yu)FCV用的電(dian)力來自車載(zai)燃(ran)料電(dian)池裝(zhuang)置,電動汽車(che)所用(yong)的電力(li)來自由電網(wang)充電的蓄電池。因(yin)此,FCV的關鍵是燃料電(dian)池。

燃料電池是一種不燃燒燃料而直接以電化學反應方式將燃料的化學能轉變為電能的高效發電裝置。發電的基本原理是:電池(chi)的(de)陽極(燃料(liao)極)輸入氫氣(qi)(燃料),氫分子(H2)在陽極催化劑作用下(xia)被離解成為氫(qing)離子(H+)和(he)電子(e-),H+穿過燃料電池的電解(jie)質層向陰(yin)極(氧化極)方(fang)向運動,e-因通不過電解質層而由一個外部電路流向陰極;在電(dian)池陰極輸入氧氣(O2),氧氣在陰極(ji)催(cui)化劑作用(yong)下離解成為氧原子(zi)(O),與通過外(wai)部(bu)電路流向陰(yin)極的e-和(he)燃料穿過電(dian)解質的H+結(jie)合(he)生成穩定結(jie)構的水(shui)(H2O),完(wan)(wan)成電化學反應(ying)放出熱量。這種電化學反應(ying)與氫(qing)氣在氧氣中(zhong)發(fa)生的劇(ju)烈燃燒反應(ying)是完(wan)(wan)全不同的,只要陽極不斷輸入氫氣,陰極(ji)不斷輸入氧氣,電(dian)化學反應(ying)就會連(lian)續不斷(duan)地進行下(xia)去,e-就會不斷(duan)通過外部電路(lu)流(liu)動形成電流(liu),從而連續不斷地向汽車提(ti)供(gong)電(dian)力(li)。與傳(chuan)統(tong)的導電(dian)體(ti)切割磁力(li)線的回轉機(ji)械發(fa)電(dian)原理(li)也完全(quan)不同,這(zhe)種(zhong)(zhong)電(dian)化(hua)學反應屬于一種(zhong)(zhong)沒(mei)有物體運動就獲得電(dian)力的靜態發(fa)電(dian)方(fang)式(shi)。因而,燃料(liao)電池具有效率高(gao)、噪音低、無污(wu)染物排出等優(you)點,這確(que)保(bao)了FCV成為真正意(yi)義上的(de)高效(xiao)、清(qing)潔汽車。

為滿足汽車的使用要求,車用燃料電(dian)池還(huan)必須具有高比能量、低工作溫度、起動快、無泄漏等(deng)特性,在眾多類(lei)型的(de)燃料電池中,質子(zi)交換膜燃料電池(PEMFC)完全具(ju)備這(zhe)些特性,所以FCV所使用的(de)燃料(liao)電池都是PEMFC。

燃料電(dian)池汽車工作原理

燃(ran)料(liao)電(dian)(dian)池汽(qi)車的工作(zuo)(zuo)原理(li)是(shi)，作(zuo)(zuo)為燃(ran)料(liao)的氫在汽(qi)車搭載的燃(ran)料(liao)電(dian)(dian)池中，與大(da)氣中的氧氣發生氧化(hua)還原化(hua)學反(fan)應，產生出電(dian)(dian)能來帶(dai)動(dong)(dong)電(dian)(dian)動(dong)(dong)機(ji)工作(zuo)(zuo)，由(you)電(dian)(dian)動(dong)(dong)機(ji)帶(dai)動(dong)(dong)汽(qi)車中的機(ji)械(xie)傳動(dong)(dong)結構(gou)，進而帶(dai)動(dong)(dong)汽(qi)車的前(qian)橋(qiao)(qiao)（或后橋(qiao)(qiao)）等行走機(ji)械(xie)結構(gou)工作(zuo)(zuo)，從(cong)而驅動(dong)(dong)電(dian)(dian)動(dong)(dong)汽(qi)車前(qian)進。

7核心(xin)部件(jian)燃料(liao)電(dian)(dian)(dian)池。燃料(liao)電(dian)(dian)(dian)池的(de)反(fan)應結(jie)果會產(chan)生(sheng)極少(shao)的(de)二氧化(hua)碳和(he)氮氧化(hua)物，副產(chan)品主要產(chan)生(sheng)水，因(yin)此被稱為(wei)綠色新型環保(bao)汽車。燃料(liao)電(dian)(dian)(dian)池汽車是電(dian)(dian)(dian)動(dong)汽車的(de)一種，其核心(xin)部件(jian)燃料(liao)電(dian)(dian)(dian)池。通過氫氣和(he)氧氣的(de)化(hua)學(xue)作用(yong)，而不是經過燃燒，直接變成電(dian)(dian)(dian)能動(dong)力。

燃料電池汽車(che)的(de)氫(qing)燃料能(neng)通(tong)過幾種途徑得(de)(de)到(dao)。有(you)些車(che)輛直(zhi)接(jie)攜帶著純氫(qing)燃料，另外一些車(che)輛有(you)可(ke)能(neng)裝有(you)燃料重(zhong)整器，能(neng)將烴類燃料轉(zhuan)化為富氫(qing)氣體。單個的(de)燃料電池必須結合(he)成燃料電池組(zu)，以便(bian)獲得(de)(de)必需的(de)動力，滿足(zu)車(che)輛使用(yong)的(de)要求(qiu)。

燃料電(dian)池汽(qi)車特點

與傳統汽車相比，燃料電池汽車與傳統的內燃機驅動汽車在構造及動力傳輸等方面的不同,為汽(qi)(qi)車的(de)整體設計提出(chu)了新的(de)要求。傳統內燃機汽(qi)(qi)車的(de)發(fa)動機----變(bian)速器動力總成在(zai)燃料電池汽車中不復存(cun)在(zai),取而代之的是燃料電(dian)(dian)池反應堆、蓄電(dian)(dian)池、氫(qing)氣罐、電(dian)(dian)動(dong)機、DC/DC轉(zhuan)化器等設備。而制動系統和懸架(jia)也相應變化。因此,根(gen)據燃料電池汽車自身特點,在(zai)設(she)計時,應作相應的變化和改進(jin)。燃(ran)料電池汽車具有(you)以(yi)下優點：

1、零排放或近(jin)似零排放。

2、減(jian)少(shao)了機油泄漏帶來的水污染。

3、降低了溫室氣體的(de)排放。

4、提高了燃油經濟性(xing)。

5、提高了發(fa)動機燃(ran)燒(shao)效(xiao)率。

6、運行平(ping)穩、無噪(zao)聲(sheng)。

燃料電(dian)池汽車(che)的特點表現在以下方面：

燃料電池汽車底盤布置

燃料電池動力總成包括:氫氣(qi)罐(guan)總(zong)成(cheng)、蓄電(dian)池(chi)總(zong)成(cheng)、燃料(liao)電(dian)池(chi)堆總(zong)成(cheng)、動力(li)輸出系統總(zong)成(cheng)等。其中,儲氫罐一般放置于底盤的中部,或后排座椅的下(xia)方空間(傳統(tong)內燃機轎車的油(you)箱位置(zhi)),將氫(qing)氣罐分散存儲(chu)。除了燃料電池動力(li)總成外,對汽車制動總成、前后懸(xuan)架總成及輪胎等方面也應作相應的調整和(he)測試。特別是隨著輪轂電機(ji)技(ji)術的發展(zhan),使燃(ran)料電池汽車在電動機的放置有(you)了(le)新的選(xuan)擇,增大了汽車(che)內部空間。而各電動(dong)輪的驅動(dong)力也可(ke)直接(jie)控制(zhi),提高惡劣路面(mian)條(tiao)件下汽(qi)車的(de)(de)行使性能。底(di)盤布置應把絕大多數的(de)(de)負載均(jun)勻分配在(zai)底(di)盤的(de)(de)前后端,降低(di)車輛的總體重心,使轎車具有良好(hao)的操(cao)控(kong)性能,并改善車輛的整體安全性。

燃料電池汽車管理系統

燃料電池汽車的動力系統一般由質子交換膜燃料電池、蓄電池、電機和系統控制設備組成。燃料電池所生成的電能經過DC/DC轉換(huan)器(qi)、DC/AC逆變器等的變換,帶動(dong)電機(ji)的運轉,將(jiang)電能轉變(bian)為機械能,為(wei)汽(qi)車提供(gong)動力(li)。在一些關鍵部件,如(ru)質(zhi)子交換(huan)膜燃料(liao)電池和(he)蓄電池等,其熱特性及傳熱性質與傳統(tong)汽車有著很大的不同,為燃料電池(chi)汽(qi)車的(de)水、熱管(guan)理(li)提出了新的(de)目標和要求。

燃料電池汽車電子控制

與傳統汽車相同,電子(zi)控制(zhi)在(zai)燃料電池汽車的發展中也將起(qi)著越來越重要的作用。汽車的各(ge)種操縱系統(tong)都(dou)會(hui)向著電子(zi)化和電動化的方向發展,實(shi)現“線操控”,即用導線代替(ti)機械傳動(dong)機構(gou),如“導線(xian)制(zhi)動(dong)”、“導線(xian)轉向”等(deng);現有的12V動力電源已滿(man)足不(bu)了(le)汽車(che)上所有電氣系統的需要,42V汽(qi)車電氣系統新標準的實施,將會(hui)使(shi)汽車(che)電器(qi)零

部件的設計和結構發生重大的變革,機械(xie)式(shi)繼電器(qi)、熔(rong)絲式(shi)保護電路(lu)也(ye)將隨之淘汰。同時,燃料電池的特(te)性有其(qi)自身的特(te)點:

a.電壓低,電流大;

b.輸出電流會(hui)隨溫度的升(sheng)高而升(sheng)高,輸出電壓會隨輸出電流的增大而下降;

c.從開始輸出電(dian)壓、電(dian)流到逐漸進(jin)入穩定狀態,停(ting)留在(zai)過渡帶范(fan)圍內的動態(tai)反應時間較長。正是(shi)由于以上特點(dian),大多數電(dian)器(qi)和電(dian)機難以適(shi)應其(qi)電(dian)壓特性,所以必須和DC/DC變(bian)換器(qi)和DC/AC逆(ni)變器配合使用,需要對燃(ran)料電池系(xi)統(tong)進行大(da)量的功(gong)率調(diao)節以(yi)保證電壓的穩(wen)定。

(1)當燃料電池的(de)輸出功率(lv)大于汽車的(de)需要時,多余的功率可對蓄電池進行(xing)充(chong)電,在(zai)動力系(xi)統起(qi)動時蓄電池可(ke)以給輔(fu)助系(xi)統提供電源;

(2)當(dang)燃料電(dian)池的功率不(bu)能滿(man)足汽車加速、爬(pa)坡時,蓄電池可提供附加功率,配(pei)合(he)燃料電池共(gong)同使用。

所以,車(che)輛可(ke)采用42V的輔(fu)助電(dian)(dian)源獨立地為各種電(dian)(dian)子、電(dian)(dian)氣設備提供電(dian)(dian)能。由于燃(ran)料電(dian)(dian)池(chi)汽車較之傳(chuan)統內燃(ran)機汽車在驅動方式上有著(zhu)本質的區別(bie),所以(yi)在底盤布置、水熱(re)管理、電子控制(zhi)等諸多方面(mian)的(de)設(she)計(ji)也有著很大的(de)不同。

燃料電池車是電動車的一種，其電池的能量是通過氫氣和氧氣的化學作用，而不是經過燃燒，直接變成電能的。燃料電池的化學反應過程不會產生有害產物，因此燃料電池車輛是無污染汽車，燃料電池的能量轉換效率比內燃機要高2～3倍，因此從能源的利用和環境保護方面，燃料(liao)電池汽車(che)是一(yi)種理(li)想的車(che)輛。

燃料電池汽車有哪些

下面我(wo)們就來(lai)盤(pan)點(dian)哪(na)些企業在(zai)做電池燃料車。

1.金龍汽車產品：一代氫燃料電池城市客車

公司主營汽車產品及零配件，其大中型客車的市場占有率高。同時公司一直致力于新能源客車的研發，09年(nian)初，公(gong)司研制的新一(yi)代(dai)氫燃料電(dian)池(chi)城市客車在蘇州下線，此舉標志著(zhu)國家“863計劃(hua)十一五攻(gong)關項(xiang)目：節能與新能源汽(qi)車”--氫燃料城市客車研發項目(mu)取(qu)得新突破。

2.上汽集團產品：榮威950插電式燃料電池車

在2015上海車(che)展(zhan)前，上汽(qi)集團與媒體進行了(le)前瞻技術分享(xiang)會，提前對即(ji)將在車(che)展(zhan)展(zhan)示的兩款(kuan)“未來(lai)汽(qi)車(che)”進行了(le)預熱。除了(le)造(zao)勢(shi)多時的智能汽(qi)車(che)，上汽(qi)集團還(huan)拋出(chu)了(le)另外一枚重磅炸彈——第四代榮威(wei)950插電式燃料(liao)電池(chi)車。該車可實現400多公里的(de)續航里程(cheng)，160公里的最高(gao)時速。

3.現代汽車產品：ix35氫燃料電池車

現代汽車2014年2月份(fen)開(kai)始在韓國投產ix35氫(qing)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)車，成(cheng)為全球首(shou)家推出量產版(ban)氫(qing)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)車的(de)車企，該車型在(zai)歐洲等(deng)市場以ix35的名稱進行銷售。

現代選擇ix35這款車(che)(che)衍(yan)生出燃料(liao)電(dian)(dian)池車(che)(che)并量(liang)產，部(bu)分原因是因為該(gai)車(che)(che)的傳統車(che)(che)型頗(po)受歡迎。在燃料(liao)電(dian)(dian)池版ix35中(zhong)，工程師確保燃(ran)料電池堆、儲氫罐、電池和動力總(zong)成的(de)(de)關鍵系(xi)統(tong)不會對(dui)車輛的(de)(de)可用(yong)性造成影響。

車中采用了功率為100千瓦的燃料電池堆為一(yi)臺功率為100千瓦的電動機提供(gong)能量，電機可提供(gong)的峰值扭(niu)矩達到300牛米，約合221磅英尺，0-62英(ying)里/時(shi)加(jia)速時(shi)間為12.5秒，最高時速可達(da)100英里/時，其(qi)行(xing)駛里程則為369英里，約合594公里。儲氫罐中可存放(fang)5.6千克(ke)氫(qing)氣，也就是每千克(ke)氫(qing)燃料可支持(chi)汽車行(xing)駛106公(gong)里(li)。經(jing)計算(suan)，一(yi)千克氫燃料約相當于3.7升汽(qi)油的能量含量，那么，該車的燃(ran)效約(yue)為28.6（106/3.7=28.6）千(qian)克/升(sheng)。

4.豐田產品：豐田Mirai燃料電池車，FCV Plus概念車

Mirai燃料電池車

FCV Plus概念車

豐田作為油電混動領域的領導者此次帶來了采用氫燃料電池作為動力能源的車型。與其他清潔能源不同，用氫氣轉化為電能驅動的汽車尾氣近為對環境無害的水蒸氣。該車將在2014年底接受預定，并于(yu)2015年正式(shi)發售。

不同于特斯拉旗下的電(dian)(dian)(dian)動(dong)車，豐田該(gai)款汽車采用的不是(shi)插電(dian)(dian)(dian)式充電(dian)(dian)(dian)，取而代之的是(shi)加(jia)氫(qing)的方式。液(ye)氫(qing)加(jia)入(ru)儲(chu)罐中，與空氣(qi)發生(sheng)反應產(chan)生(sheng)水(shui)的同時產(chan)生(sheng)電(dian)(dian)(dian)能(neng)，電(dian)(dian)(dian)能(neng)被(bei)輸送(song)給車輛(liang)的電(dian)(dian)(dian)動(dong)機，從而驅動(dong)汽車。

5.本田產品：本田Clarity氫燃料電池車

本田Clarity氫燃料(liao)電池(chi)轎車日前在東京(jing)車展上發布，該(gai)車是(shi)現款(kuan)FCX Clarity車(che)型的升級版。本田公司表(biao)示，該車(che)將(jiang)于2016年3月份在日(ri)本(ben)上(shang)市，同時也將(jiang)在美(mei)國上(shang)市。美(mei)版將(jiang)在今年(nian)的洛杉(shan)磯車展(zhan)上(shang)發(fa)布。

6.通用產品：雪佛蘭Equinox第四代氫燃料電池車

雪佛蘭Equinox的燃料電池組由(you)440塊(kuai)串(chuan)聯電池組(zu)成，電力輸(shu)出(chu)可達93千瓦，在車(che)載73千瓦(100馬力(li))同(tong)步(bu)電(dian)動(dong)機的共同(tong)驅動(dong)下，0－100公里/小時的加速只要(yao)12秒，而這款(kuan)前驅車型的最(zui)高(gao)時速(su)可達(da)每小時160公里(li)。