燃料電(dian)池汽車有哪些 什(shen)么是燃料電(dian)池汽車

什么是燃料電池汽車

燃料電池汽車(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(fang)面的不同在于FCV用(yong)的電力來(lai)自(zi)車載燃料電池裝置,電動(dong)汽車(che)所用的電力來(lai)自(zi)由電網充電的蓄電池(chi)。因此,FCV的(de)關鍵(jian)是燃料電池。

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(dian)池的陽極(燃料(liao)極)輸入氫氣(燃料),氫分子(H2)在陽(yang)極催(cui)化(hua)劑作用(yong)下(xia)被(bei)離解(jie)成為(wei)氫離子(H+)和電子(e-),H+穿過燃料電池的電解(jie)質層向陰(yin)極(氧化極)方(fang)向(xiang)運動,e-因通不過電解質層而由一個(ge)外部電路(lu)流向陰極;在電池陰極輸入氧(yang)氣(qi)(O2),氧(yang)氣在陰極催化劑作(zuo)用下離解成為氧(yang)原子(O),與(yu)通(tong)過外部電路流向陰極的e-和燃料(liao)穿過電解質的H+結(jie)合生成(cheng)穩(wen)定結(jie)構(gou)的水(H2O),完成(cheng)電化學反應(ying)(ying)放出熱量。這(zhe)種電化學反應(ying)(ying)與氫氣在氧氣中發生的(de)劇烈燃燒反應(ying)(ying)是完全不(bu)同(tong)的(de),只要陽極不斷(duan)輸入(ru)氫氣,陰極不(bu)斷輸入(ru)氧氣,電(dian)化學反應就會(hui)連(lian)續不斷(duan)地進行下去(qu),e-就會不(bu)斷通過外部電路(lu)流動形成電流,從而(er)連(lian)續不斷(duan)地(di)向(xiang)汽車提供電(dian)力。與(yu)傳統的(de)(de)導電(dian)體切割磁力線(xian)的(de)(de)回轉機械發電(dian)原理(li)也完全(quan)不同,這種(zhong)電(dian)化學反應屬于(yu)一種(zhong)沒有物體運(yun)動就獲得電(dian)力的靜態發電(dian)方式。因而,燃料電池具有(you)效率高(gao)、噪音低、無污染物排(pai)出等(deng)優點,這確保了FCV成為真正意(yi)義(yi)上的高(gao)效(xiao)、清潔汽(qi)車。

為滿足汽車的使用要求,車用燃料電池還必須具有高(gao)比能(neng)量、低工作溫度、起動快(kuai)、無泄(xie)漏等特性,在眾多類型的(de)燃料電池中(zhong),質子交(jiao)換膜燃料(liao)電池(PEMFC)完全具備(bei)這些(xie)特性,所以FCV所使用的(de)燃料電池(chi)都(dou)是(shi)PEMFC。

燃(ran)料電池汽車(che)工作原理

燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)汽車的(de)工(gong)(gong)作原(yuan)理(li)是，作為燃(ran)料(liao)的(de)氫在汽車搭載(zai)的(de)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)中，與大氣(qi)中的(de)氧氣(qi)發生(sheng)氧化(hua)(hua)還原(yuan)化(hua)(hua)學反應，產生(sheng)出(chu)電(dian)能來(lai)帶動(dong)(dong)電(dian)動(dong)(dong)機(ji)工(gong)(gong)作，由電(dian)動(dong)(dong)機(ji)帶動(dong)(dong)汽車中的(de)機(ji)械傳動(dong)(dong)結(jie)構，進(jin)而(er)帶動(dong)(dong)汽車的(de)前橋（或后橋）等行走機(ji)械結(jie)構工(gong)(gong)作，從而(er)驅動(dong)(dong)電(dian)動(dong)(dong)汽車前進(jin)。

7核(he)心部件燃(ran)(ran)(ran)料(liao)電(dian)池(chi)。燃(ran)(ran)(ran)料(liao)電(dian)池(chi)的反應結果(guo)會(hui)產(chan)生(sheng)極少的二氧化碳和氮氧化物(wu)，副產(chan)品主要(yao)產(chan)生(sheng)水(shui)，因此被(bei)稱為(wei)綠色新型環保汽車(che)。燃(ran)(ran)(ran)料(liao)電(dian)池(chi)汽車(che)是電(dian)動(dong)汽車(che)的一種，其(qi)核(he)心部件燃(ran)(ran)(ran)料(liao)電(dian)池(chi)。通過氫氣和氧氣的化學(xue)作用，而(er)不是經過燃(ran)(ran)(ran)燒，直接變成電(dian)能動(dong)力。

燃(ran)(ran)料電池汽車(che)的(de)氫燃(ran)(ran)料能(neng)通過幾種(zhong)途徑(jing)得到。有(you)(you)些(xie)車(che)輛(liang)直(zhi)接攜帶(dai)著(zhu)純氫燃(ran)(ran)料，另外一(yi)些(xie)車(che)輛(liang)有(you)(you)可(ke)能(neng)裝(zhuang)有(you)(you)燃(ran)(ran)料重整器，能(neng)將(jiang)烴類燃(ran)(ran)料轉(zhuan)化為(wei)富氫氣體。單個的(de)燃(ran)(ran)料電池必須結合成燃(ran)(ran)料電池組，以便(bian)獲得必需的(de)動力，滿足車(che)輛(liang)使用的(de)要求。

燃料電(dian)池汽車特點

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(wei)汽(qi)車的整體設計提(ti)出了新的要求。傳(chuan)統(tong)內燃機(ji)汽(qi)車的發動機(ji)----變速器(qi)動力(li)總成在燃料電(dian)池汽車中(zhong)不復存在,取而代之的是燃料電池(chi)反應(ying)堆(dui)、蓄電池(chi)、氫氣罐、電動機、DC/DC轉(zhuan)化(hua)器(qi)等設備。而制動系統和懸架也相(xiang)應變(bian)化(hua)。因此,根據燃料電(dian)池汽車自身特(te)點,在(zai)設計時,應作相(xiang)應的變(bian)化和改進(jin)。燃料電池汽車具有以下優點(dian)：

1、零排放(fang)或(huo)近似零排放(fang)。

2、減少了機油泄(xie)漏(lou)帶來的水污染。

3、降(jiang)低了溫(wen)室氣體的排放。

4、提高了(le)燃油(you)經濟(ji)性(xing)。

5、提高了發動(dong)機燃燒(shao)效率。

6、運行平穩(wen)、無噪聲(sheng)。

燃(ran)料電(dian)池汽車(che)的(de)特點表現在以下(xia)方面：

燃(ran)料電池汽(qi)車底盤布置

燃料電池動力總成包括:氫氣(qi)罐總(zong)成(cheng)(cheng)、蓄(xu)電(dian)池(chi)總(zong)成(cheng)(cheng)、燃料電(dian)池(chi)堆(dui)總(zong)成(cheng)(cheng)、動力輸出系(xi)統(tong)總(zong)成(cheng)(cheng)等(deng)。其中,儲氫罐一般放置于底盤的中(zhong)部,或后排座椅的下方(fang)空間(傳(chuan)統內燃機轎車的(de)油箱位置(zhi)),將(jiang)氫氣(qi)罐分散存儲(chu)。除了燃料(liao)電池動力總成(cheng)外,對汽車制(zhi)動(dong)總(zong)成、前后懸架總(zong)成及(ji)輪胎等方面也(ye)應作相應的調整和測試。特別是隨(sui)著輪轂電機(ji)技術的發展,使燃(ran)料電(dian)池汽車在電(dian)動(dong)機的放置有了新的選擇,增大了汽車內部空間(jian)。而各電動輪(lun)的驅動力也可直接控制,提高惡劣路(lu)面條件下汽(qi)車的(de)行使性能。底盤布置應把絕大多數的(de)負載(zai)均(jun)勻分(fen)配(pei)在底盤的(de)前后端,降低車輛的總體重心,使轎車具有良(liang)好(hao)的操控性能,并(bing)改善車輛的整體(ti)安(an)全性(xing)。

燃(ran)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轉換器、DC/AC逆(ni)變(bian)器等的變(bian)換,帶動電機的運轉(zhuan),將電能(neng)轉變為機械能(neng),為汽車提供動(dong)力(li)。在(zai)一(yi)些關(guan)鍵部件,如質(zhi)子交(jiao)換膜燃料電池和蓄(xu)電池等,其熱特性(xing)及傳熱性(xing)質(zhi)與傳統汽(qi)車有著很大的不同,為燃料電池汽車的(de)水、熱管理提出了(le)新的(de)目(mu)標和(he)要(yao)求。

燃料電池汽車電子控制

與傳統汽車相同,電子(zi)控制在燃(ran)料(liao)電池汽車的發(fa)展中也將(jiang)起著越來越重要的作用。汽車的各種操縱系統都(dou)會向(xiang)著電子(zi)化(hua)(hua)和電動化(hua)(hua)的方向(xiang)發(fa)展,實(shi)現“線(xian)操控”,即用導線代替(ti)機械傳動(dong)機構(gou),如“導線制動”、“導線轉向”等;現(xian)有的12V動力電(dian)源已滿足(zu)不(bu)了汽車上(shang)所有電(dian)氣系統的需要(yao),42V汽(qi)車電氣系統新標準的實施,將會使汽車電器零

部件的設計和結構發生重大的變革,機械式(shi)繼電器、熔絲式(shi)保護電路(lu)也(ye)將隨(sui)之(zhi)淘(tao)汰。同時,燃料電池的(de)特性有其(qi)自(zi)身的(de)特點(dian):

a.電壓低,電流大;

b.輸(shu)出電(dian)流會隨溫(wen)度的(de)升高而升高,輸出電(dian)壓會(hui)隨輸出電(dian)流的(de)增大而下降;

c.從開始輸(shu)出電壓、電流到逐漸(jian)進入穩定(ding)狀態,停留在(zai)過渡帶范(fan)圍內的動態(tai)反應時間較長。正是由于以上特點,大多數電(dian)(dian)器和(he)電(dian)(dian)機難以適應(ying)其(qi)電(dian)(dian)壓特(te)性,所以(yi)必須和(he)DC/DC變換(huan)器和DC/AC逆(ni)變器配(pei)合(he)使用,需(xu)要(yao)對燃(ran)料電池(chi)系(xi)統進行大(da)量的(de)(de)功率調節以保證電壓的(de)(de)穩定。

(1)當燃(ran)料(liao)電池(chi)的輸出功率(lv)大(da)于(yu)汽車的需要(yao)時,多余(yu)的功率可對蓄(xu)電(dian)池(chi)進行(xing)充(chong)電(dian),在動力系統起動時蓄(xu)電池可以(yi)給輔(fu)助系統提供電源;

(2)當(dang)燃料電池的功率不能滿(man)足汽車加速、爬坡時,蓄電(dian)池可提供附加功率,配合燃(ran)料電池共同使(shi)用(yong)。

所以,車輛(liang)可采用(yong)42V的輔助電(dian)源獨立地(di)為各種電(dian)子、電(dian)氣設備(bei)提供電(dian)能(neng)。由(you)于(yu)燃料電(dian)池汽車(che)較之傳統內燃機汽車(che)在驅動方式上有著本(ben)質的區別,所以在底盤布置、水熱管理(li)、電子控制等諸多方面的設計也有著很大的不同。

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(hu)方面，燃料電池汽車(che)是一種理想(xiang)的車(che)輛。

燃料電池汽車有哪些

下面我們(men)就來盤(pan)點哪些企業在做電池燃料車。

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年初，公司研制(zhi)的(de)新(xin)一代氫燃(ran)料電(dian)池城市客車(che)在蘇州下線，此舉標志著國(guo)家“863計劃十一五攻關項目：節能(neng)與(yu)新能(neng)源汽車”--氫燃料城市(shi)客車(che)研(yan)發項目取得新突破(po)。

2.上汽集團產品：榮威950插電式燃料電池車

在2015上(shang)(shang)海車(che)展(zhan)(zhan)前(qian)，上(shang)(shang)汽(qi)(qi)集團與媒體進(jin)行了前(qian)瞻技(ji)術分享會(hui)，提(ti)前(qian)對即將在車(che)展(zhan)(zhan)展(zhan)(zhan)示的(de)兩(liang)款“未來汽(qi)(qi)車(che)”進(jin)行了預(yu)熱。除了造(zao)勢(shi)多時的(de)智能(neng)汽(qi)(qi)車(che)，上(shang)(shang)汽(qi)(qi)集團還拋出了另(ling)外一枚重磅炸彈——第(di)四代榮威950插(cha)電式燃料電池車。該車可實(shi)現400多公(gong)里(li)的續航(hang)里(li)程，160公里的(de)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月份開始在韓國投產ix35氫(qing)燃(ran)料電(dian)池車(che)，成為全球首家(jia)推出量產(chan)版氫(qing)燃(ran)料電(dian)池車(che)的車(che)企，該車(che)型在(zai)歐洲等(deng)市場以ix35的名稱進(jin)行(xing)銷售。

現代選擇ix35這款(kuan)車衍生(sheng)出燃料(liao)電池車并量(liang)產，部(bu)分原(yuan)因是因為(wei)該(gai)車的(de)傳統車型頗受歡迎。在燃料(liao)電池版ix35中，工程師確保燃料(liao)電池堆、儲(chu)氫罐(guan)、電池和動力總成(cheng)的關鍵(jian)系統(tong)不(bu)會對車輛的可用(yong)性造成(cheng)影響。

車中采用了功率為100千(qian)瓦的燃(ran)料電池堆為(wei)一(yi)臺功率為(wei)100千(qian)瓦(wa)的電(dian)動機(ji)(ji)提(ti)供(gong)能量，電(dian)機(ji)(ji)可提(ti)供(gong)的峰值扭矩達到300牛(niu)米(mi)，約合221磅英尺，0-62英里(li)/時加速時間(jian)為12.5秒，最高時速可達(da)100英里/時，其行駛里程則為369英里，約(yue)合594公(gong)里。儲(chu)氫罐(guan)中可存放5.6千克氫(qing)氣，也就是(shi)每千克氫(qing)燃料可(ke)支持汽車行駛106公(gong)里。經計算，一千克(ke)氫(qing)燃料約相(xiang)當于(yu)3.7升(sheng)汽油(you)的能量(liang)含(han)量(liang)，那(nei)么，該車的燃效約為28.6（106/3.7=28.6）千克(ke)/升。

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(jie)受(shou)預定，并(bing)于(yu)2015年(nian)正式發售。

不同于特斯拉旗下的(de)電(dian)(dian)(dian)動車(che)(che)，豐田該款汽車(che)(che)采用的(de)不是插電(dian)(dian)(dian)式充電(dian)(dian)(dian)，取(qu)而(er)代之的(de)是加氫的(de)方式。液氫加入儲罐中，與空氣發生反(fan)應產生水(shui)的(de)同時產生電(dian)(dian)(dian)能，電(dian)(dian)(dian)能被輸送(song)給(gei)車(che)(che)輛的(de)電(dian)(dian)(dian)動機，從而(er)驅(qu)動汽車(che)(che)。

5.本田產品：本田Clarity氫燃料電池車

本田Clarity氫(qing)燃(ran)料電(dian)池轎(jiao)車日(ri)前在東京車展(zhan)上發布(bu)，該車是現款FCX Clarity車型(xing)的(de)升級版(ban)。本田公司表示(shi)，該車將于2016年3月份在(zai)(zai)日本上市(shi)，同(tong)時也將在(zai)(zai)美國上市(shi)。美版將在(zai)(zai)今年的(de)洛(luo)杉磯車展上發布。

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(dian)池(chi)組(zu)由440塊串聯(lian)電池組成，電力(li)輸出可達93千瓦，在車載73千瓦(100馬力)同步電動(dong)(dong)機的共同驅動(dong)(dong)下，0－100公里/小(xiao)時(shi)的加(jia)速只要12秒，而這(zhe)款前驅(qu)車(che)型(xing)的最高時(shi)速(su)可達(da)每小時(shi)160公里。