燃料電池汽車的介紹

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1、燃料電池汽車的介紹·燃料電池汽車是電動(dòng)汽車的一種，其電池的能量是通過氫氣和氧氣的化學(xué)作用，而不是經(jīng)過燃燒，直接變成電能或的。它的最大特點(diǎn)也在于此，能量轉(zhuǎn)換效率不受“卡諾循環(huán)”的限制，其能量轉(zhuǎn)換效率可高達(dá)60%~70%，實(shí)際使用效率則是普通內(nèi)燃機(jī)的2倍左右。燃料電池的化學(xué)反應(yīng)過程不會(huì)產(chǎn)生有害產(chǎn)物，因此燃料電池車輛是無污染汽車，燃料電池的能量轉(zhuǎn)換效率比內(nèi)燃機(jī)要高2～3倍，因此從能源的利用和環(huán)境保護(hù)方面，燃料電池汽車是一種理想的車輛。燃料電池汽車的氫燃料能通過幾種途徑得到。有些車輛直接攜帶著純氫燃料，另外一些車輛有可能裝有燃料重整器，能將烴類燃料轉(zhuǎn)化為富氫氣體。單個(gè)的燃料電池必須結(jié)合成燃

2、料電池組，以便獲得必需的動(dòng)力，滿足車輛使用的要求。燃料電池汽車的優(yōu)點(diǎn)·與傳統(tǒng)汽車相比，燃料電池汽車具有以下優(yōu)點(diǎn)：1、提高了燃燒效率。2、減少了機(jī)油泄露帶來的水污染。3、降低了溫室氣體的排放。4、提高了燃油經(jīng)濟(jì)性。5、零排放或近似零排放。6、運(yùn)行平穩(wěn)、無噪聲。燃料電池汽車的關(guān)鍵技術(shù)·電動(dòng)汽車的關(guān)鍵技術(shù)包括電動(dòng)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、電子技術(shù)、信息技術(shù)及化學(xué)技術(shù)，雖然能源是最首要的問題，但是車身結(jié)構(gòu)、電力驅(qū)動(dòng)以及能源管理系統(tǒng)的優(yōu)化同樣至關(guān)重要。與內(nèi)燃機(jī)車相比，電動(dòng)汽車的行駛里程較短，因此為了盡可能地利用車載的儲(chǔ)存能量，必須選用合適的能量管理系統(tǒng)?？梢栽谄嚨母鱾€(gè)子系統(tǒng)安裝傳感器，包括車內(nèi)外溫

3、度傳感器、充放電時(shí)間的電流電壓傳感器、電動(dòng)機(jī)的電流電壓傳感器、車速傳感器、加速度傳感器及外部氣候和環(huán)境傳感器。能量管理系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)9個(gè)功能：1）優(yōu)化系統(tǒng)能量流；2）預(yù)計(jì)所生的能量來估計(jì)還能行駛的路程；3）提供參考以便進(jìn)行有效操作；4）直接從制動(dòng)中獲取能量存入儲(chǔ)能元件，例如：蓄電池；5）根據(jù)外界的氣候調(diào)節(jié)溫度控制；6）根據(jù)外界環(huán)境調(diào)節(jié)燈光亮度；7）估計(jì)合適的充電算法；8）分析能源，尤其是蓄電池的工作記錄；9）診斷能源的任何不恰當(dāng)或者無效的操作。把能源管理系統(tǒng)和導(dǎo)航系統(tǒng)結(jié)合起來，就可以規(guī)劃能源效率的路徑，鎖定充電站的位置并可以根據(jù)交通狀態(tài)預(yù)測(cè)可行駛里程?？傊?，能源管理系統(tǒng)綜合了多功能、靈

4、活和可變的顯著優(yōu)點(diǎn)，從而可以合理利用有限的車載能源1?燃料電池同電化學(xué)電池相比，燃料電池的顯著優(yōu)點(diǎn)在于燃料電池電動(dòng)汽車可達(dá)到與燃油車一樣的續(xù)駛里程，這是因?yàn)槿剂想姵仉妱?dòng)汽車的行駛里程僅與燃料箱中的燃料多少有關(guān)，而與燃料電池的尺寸無關(guān)。實(shí)際上，燃料電池的尺寸僅與電動(dòng)汽車的功率需求水平有關(guān)。燃料電池的優(yōu)點(diǎn)：1）反應(yīng)物加料時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)短于電化學(xué)電池的充電時(shí)間（機(jī)械充電式電池除外）；2）使用壽命長(zhǎng)于電化學(xué)電池并且電池維護(hù)工作量更小。同普通電池相比，燃料電池是一個(gè)能量生成裝置，并且一直產(chǎn)生能量直至燃料用盡。燃料電池的優(yōu)越性有：1）高效率地把燃料轉(zhuǎn)化為電能；2）工作安靜；3）零排放或者低排放工作；

5、4）產(chǎn)生的剩余熱量可以再利用；5）燃料補(bǔ)充迅速，燃料易于獲得；6）工作持久可靠。燃料電池電動(dòng)汽車是汽車、電力拖動(dòng)、功率電子、自動(dòng)控制、化學(xué)電源、計(jì)算機(jī)、新能源及新材料等工程技術(shù)中最新成果的集成產(chǎn)物。因此，燃料電池電動(dòng)汽車的開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化需要解決諸多關(guān)鍵技術(shù)，如燃料電池、電動(dòng)機(jī)控制、車身和底盤設(shè)計(jì)、測(cè)試技術(shù)及系統(tǒng)優(yōu)化等。2?燃料電池新技術(shù)燃料電池是利用氫和氧的電化學(xué)反應(yīng)來產(chǎn)生清潔能源的，它不會(huì)產(chǎn)生CO2。但是，由于受到氫儲(chǔ)存技術(shù)的限制，目前由燃料電池驅(qū)動(dòng)的汽車樣機(jī)和示范模型最高行駛距離僅能達(dá)到322km。在標(biāo)準(zhǔn)的溫度和壓力下，如要存儲(chǔ)足夠的氫達(dá)到483km的行駛距離，就需要一個(gè)體積相當(dāng)

6、于雙層巴士大小的機(jī)載燃料電池；而其他方法如將氫氣壓縮儲(chǔ)存在鋼瓶里或?qū)⒁夯臍錃獯鎯?chǔ)在罐里等，均因質(zhì)量和體積問題無法實(shí)用。英國(guó)UK-SHEC項(xiàng)目組的研究人員，嘗試將氫以更高的密度儲(chǔ)存，使電池質(zhì)量控制在可接受的范圍內(nèi)。他們采用“化學(xué)吸附”方法，將氣體分子吸入固體化合物的晶格間，在需要時(shí)再將其釋放出來?，F(xiàn)在，研究人員已研制出一系列氫化鋰化合物，能很好地滿足上述要求。該項(xiàng)目協(xié)調(diào)人、英國(guó)牛津大學(xué)的彼得·愛德華茲教授說，“這是燃料電池行業(yè)和交通運(yùn)輸部門期待已久的突破，這項(xiàng)關(guān)鍵性的突破將使燃料汽車在未來10年內(nèi)大量生產(chǎn)和應(yīng)用成為可能。3?驅(qū)動(dòng)電機(jī)技術(shù)為了使車輛一次加夠燃料后行駛更多里程，以及最大

7、限度地利用氫能源以及盡可能減小車輛改裝后的整備質(zhì)量，這就要求電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)有高的效率和功率質(zhì)量比。驅(qū)動(dòng)電機(jī)應(yīng)向著大功率、高轉(zhuǎn)速、高效率和小型化方向發(fā)展。當(dāng)前驅(qū)動(dòng)電機(jī)主要有感應(yīng)電動(dòng)機(jī)（IM）和磁無刷電動(dòng)機(jī)（PMBLM），特別是永磁無刷電動(dòng)機(jī)具有較高的功率密度和效率、體積小、慣性低和響應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn)，在電動(dòng)汽車方面有著廣闊地應(yīng)用前景。在設(shè)計(jì)和選擇驅(qū)動(dòng)電機(jī)時(shí)應(yīng)保證電機(jī)的轉(zhuǎn)矩/轉(zhuǎn)速特性與整車負(fù)載特性匹配良好，電機(jī)轉(zhuǎn)矩的動(dòng)態(tài)性能好，以及恒速、恒功率和變工況都應(yīng)當(dāng)有較高的效率。4?電子