燃料電池電動汽車技術是什麼
Ⅰ 什麼是燃料電池汽車
燃料電池汽車的工作原理是,作為燃料的氫在汽車搭載的燃料電池中,與大氣中的氧氣發生氧化還原化學反應,產生出電能來帶動電動機工作,由電動機帶動汽車中的機械傳動結構,進而帶動汽車的前橋(或後橋)等行走機械結構工作,從而驅動電動汽車前進。
7核心部件燃料電池。燃料電池的反應結果會產生極少的二氧化碳和氮氧化物,副產品主要產生水,因此被稱為綠色新型環保汽車。燃料電池汽車是電動汽車的一種,其核心部件燃料電池。通過氫氣和氧氣的化學作用,而不是經過燃燒,直接變成電能動力。
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,能將烴類燃料轉化為富氫氣體。單個的燃料電池必須結合成燃料電池組,以便獲得必需的動力,滿足車輛使用的要求。圖2 為燃料電池汽車的燃料電池本體示意圖。
Ⅱ 燃料電池電動汽車的簡介
燃料電池電動汽車實質上是電動汽車的一種,在車身、動力傳動系統、控制系統等方面,燃料電池電動汽車與普通電動汽車基本相同,主要區別在於動力電池的工作原理不同。燃料電池的反應機理是將燃料中的化學能不經過燃燒直接轉化為電能,即通過電化學反應將化學能轉化為電能,實際上就是電解水的逆過程,通過氫氧的化學反應生成水並釋放電能。電化學反應所需的還原劑一般採用氫氣,氧化劑則採用氧氣,因此最早開發的燃料電池電動汽車多是直接採用氫燃料,氫氣的儲存可採用液化氫、壓縮氫氣或金屬氫化物儲氫等形式。
燃料電池的反應不經過熱機過程,因此其能量轉換效率不受卡諾循環的限制,能量轉化效率高;它的排放主要是水非常清潔,不產生任何有害物質。因此,燃料電池技術的研究和開發備受各國政府與大公司的重視,被認為是21世紀的潔凈、高效的發電技術之一。
Ⅲ 燃料電池汽車是什麼意思
【太平洋汽車網】燃料電池汽車是以燃料電池作為動力源或主動力源的汽車,通過氫氣和氧氣的化學作用產生的電能驅動車輛行駛,與傳統汽車相比,燃料電池電動汽車增加了燃料電池和氫氣罐,其電能來自氫氣燃燒,工作時只要加氫氣即可,不需要外部補充電能。
燃料電池汽車是什麼意思燃料電池汽車(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,其動力方面的不同在於FCV用的電力來自車載燃料電池裝置,電動汽車所用的電力來自由電網充電的蓄電池。因此,FCV的關鍵是燃料電池。
該圖片由注冊用戶"仰望星空"提供,版權聲明反饋與傳統汽車相比,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,為汽車的整體設計提出了新的要求。傳統內燃機汽車的發動機----變速器動力總成在燃料電池汽車中不復存在,取而代之的是燃料電池反應堆、蓄電池、氫氣罐、電動機、DC/DC轉化器等設備。而制動系統和懸架也相應變化。因此,根據燃料電池汽車自身特點,在設計時,應作相應的變化和改進。燃料電池汽車具有以下優點:
1、零排放或近似零排放。
2、減少了機油泄漏帶來的水污染。
3、降低了溫室氣體的排放。
4、提高了燃油經濟性。
5、提高了發動機燃燒效率。
6、運行平穩、無雜訊。
燃料電池汽車和純電動汽車的區別
1、原理不同
(1)純電動汽車的原理是依靠電池儲備能源,用電機驅動汽車行駛。最核心部分就是電池、電控、電機的三電技術。
(2)燃料電池汽車以氫氣為能源,工作原理是把氫輸入燃料電池中,氫原子的電子被質子交換膜阻隔,通過外電路從負極傳導到正極,成為電能驅動電動機。區別於傳統的干電池、蓄電池,普通電池是一種儲能裝置,是把電能貯存起來,需要時再釋放出來;氫燃料電池嚴格地說是一種發電裝置,就像發電廠一樣,是把化學能直接轉化為電能的電化學發電裝置。
2、續航能力不同燃料電池汽車的續航里程一般都是400公里以上,和傳統的燃油車非常接近。而對純電動汽車來說,更長的續航里程意味著更重更貴的鋰電池包。目前純電動汽車里頭只有TeslaModelS(參數|圖片)的續航里程超過了400公里,但代價是重達1噸、貴到20萬人民幣的電池包。再加上深度放電會影響鋰電池壽命,也就是不能像傳統汽車那樣將油用干再加滿,所以實際續航里程比宣稱的還要低不少。雖然燃料電池汽車的價格目前更高,但從前景來說,同樣續航里程的情況下,燃料電池汽車的成本會低於純電動汽車。
3、起步速度不同燃料電池汽車和純電動汽車兩者之間的起步的速度還是有所區別的,主要的原因就是燃料電池的燃料在車的儲存罐當中反應是需要時間的,從車輛的構造上面來說,燃料車的乘坐空間並沒有電動汽車的乘坐空間舒適,燃料電池需要大的儲存罐,會占據一定的內部空間。
(圖/文/攝:太平洋汽車網問答叫獸)
Ⅳ 燃料電池電動汽車的定義是什麼
燃料電池電動汽車是指以燃料電池系統作為單一動力源,或者以燃料電池系統與可充電儲能系統作為混合動力源的電動汽車。希望對您有用。
Ⅳ 燃料電池電動汽車有什麼特點
燃料電池電動汽車是利用氫氣等燃料和空氣中的氧在催化劑的作用下在燃料電池中經電化學反應產生的電能,並作為主要動力源驅動的汽車。
特點
1)能量轉化效率高。燃料電池的能量轉換效率可高達60~80%,為內燃機的2~3倍;
2)零排放,不污染環境。燃料電池的燃料是氫和氧,生成物是清潔的水;
3)氫燃料來源廣泛,可以從可再生能源獲得,不依賴石油燃料
與傳統汽車相比,燃料電池汽車具有以下優點:
1、零排放或近似零排放。
2、減少了機油泄漏帶來的水污染。
3、降低了溫室氣體的排放。
4、提高了燃油經濟性。
5、提高了發動機燃燒效率。
6、運行平穩、無雜訊。
燃料電池汽車的工作原理是,使作為燃料的氫在汽車搭載的燃料電池中,與大氣中的氧發生化學反應,產生出電能發動電動機,由電動機帶動汽車中的機械傳動結構,進而帶動汽車的前後萬向軸、後橋等行走機械結構,轉動車輪驅動汽車。
核心部件燃料電池採用的能源間接來源是甲醇、天然氣、汽油等烴類化學物質,通過相關的燃料重整器發生化學反應間接地提取氫元素;直接來源就是石化裂解反應提取的純液化氫。
燃料電池的反應結果將會產生極度少的二氧化碳和氮氧化物,這類化學反應除了電能外的副產品主要產生水,因此燃料電池汽車被稱為綠色的新型環保汽車。
Ⅵ 燃料電池汽車的核心技術
被譽為新一代環保車型的燃料電池汽車可不使用傳統化石燃料,而以來源豐富的氫氣作為燃料,運行後的排放物只有水,且不排放CO2。燃料電池汽車通過電機驅動車輛,可兼顧靜音性與良好的行駛性能,燃料填充時間較短,並能確保與內燃機汽車相近的續航里程。各汽車製造商目前正在積極開展針對燃料電池汽車的研發與推廣工作。介紹了豐田公司燃料電池系統(TFCS)及燃料電池堆的結構、設計與控制。著重闡述了燃料電池系統的1項核心技術,即「水管理控制技術」,以及基於燃料電池堆的設計過程與燃料電池堆內部狀態的可視化及計測技術。
0前言
近年來,由於地球溫室效應日益加劇,石油資源也在日漸枯竭,能源安全(尤指穩定供應能源等)問題得以不斷凸顯,運行中不產生CO2的新能源汽車逐漸引起了廣泛關注。豐田公司於近期設立了「CO2零排放目標」,並提出到2050年,提高新能源汽車的銷售比例,目前正在對此開展相關研究(圖1)。
4結語
本文以燃料電池系統的1項核心技術「水管理」為研究對象。運用可視化及計測技術,實現了定量化處理,將該技術有效運用於燃料電池堆的設計與系統控制過程中。水管理是燃料電池堆的1項關鍵技術,今後還將依據相關原理,對燃料電池堆的運作機理進行說明,從而推進燃料電池堆系統的小型化、低成本化,以及性能提升等方面的工作。
註:本文發表於《汽車與新動力》雜志2020年第3期
作者:[日]?今西啓之等
整理:彭惠民
編輯:伍賽特
本文來源於汽車之家車家號作者,不代表汽車之家的觀點立場。
Ⅶ 燃料電池汽車的關鍵技術
電動汽車的關鍵能源動力技術包括電池技術、電機技術、控制器技術。電池技術、電機技術和控制器技術是電動汽車所特有的技術,這3項技術也是一直制約電動汽車大規模進入市場的關鍵因素。 電池是電動汽車的動力源泉,也是一直制約電動汽車發展的關鍵因素。電動汽車用電池的主要性能指標是比能量(E) 、能量密度(Ed)、比功率(P)、循環壽命(L)和成本(C)等。要使電動汽車能與燃油汽車相競爭,關鍵就是要開發出比能量高、比功率大、使用壽命長的高效電池。
電動汽車用電池經過了3代的發展,已經取得了突破性進展。
第1代是鉛酸電池,目前主要是閥控鉛酸電池(VRLA) ,由於其比能量較高、價格低和能高倍率放電, 因此是目前惟一能大批量生產的電動汽車用電池。
第2代是鹼性電池,主要有鎳鎘、鎳氫、鈉硫、鋰離子和鋰聚合物等多種電池,其比能量和比功率都比鉛酸電池高,因此大大提高了電動汽車的動力性能和續駛里程,但其價格卻比鉛酸電池高。
第3代是以燃料電池為主的電池,燃料電池直接將燃料的化學能轉變為電能,能量轉變效率高,比能量和比功率都高,並且可以控制反應過程,能量轉化過程可以連續進行,因此是理想的汽車用電池還處於研製階段,一些關鍵技術還有待突破。
廣泛應用於電動汽車的燃料電池是一種稱為質子交換膜的燃料電池(PEMFC) ,它以純氫為燃料,以空氣為氧化劑,不經歷熱機過程,不受熱力循環限制,因此能量的轉換效率高,是普通內燃機熱效率的2~3倍。同時,它還具有噪音低、無污染、壽命長、啟動迅速、比功率大和輸出功率可隨時調整等特性,使得PEMFC非常適合用作交通工具的動力源。 美國和加拿大是燃料電池研發和示範的主要區域,在美國能源部(DOE)、交通部(DOT)和環保局(EPA)等政府部門的支持下,燃料電池技術取得了很大的進步,通用汽車、福特汽車、豐田、戴姆勒賓士、日產、現代等整車企業均在美國加州參加燃料電池汽車的技術示範運行,並培育了美國的UTC(聯合技術公司)、加拿大的巴拉德(Ballad)等國際知名的燃料電池研發和製造企業美國通用汽車公司2007 年秋季啟動的Project Driveway 計劃,將100 輛雪佛蘭Equinox 燃料電池汽車投放到消費者手中,2009 年總行駛里程達到了160萬km。同年,通用汽車宣布開發全新的一代氫燃料電池系統,新系統與雪佛蘭Equinox 燃料電池車上的燃料電池系統相比,新一代氫燃料電池體積縮小了一半,質量減輕了100 kg,鉑金用量僅為原來的1/3。通用汽車新一代燃料電池汽車的鉑金用量已經下降到30 g,按照目前國際市場價格,鉑金為300~400 元/g,100 kW燃料電池的鉑金成本約為1 萬元人民幣,燃料電池的成本大幅度下降。預計到2017 年,100 kW燃料電池發動機的鉑金用量將下降到10~15 g,達到傳統汽油機三效催化器的鉑金用量水平。
美國在2006 年專門啟動了國家燃料電池公共汽車計劃(National Fuel Cell City Bus Program,NFCBP),進行了廣泛的車輛研發和示範工作,2011 年美國燃料電池混合動力公共汽車實際道路示範運行單車壽命超過1.1 萬h 。美國在燃料電池混合動力叉車方面也進行了大規模示範,截至2011 年,全美大約有3000 台燃料電池叉車,壽命達到了1.25 萬h 的水平。燃料電池叉車在室內空間使用,具有噪音低、零排放的優點。 歐洲的燃料電池客車示範計劃,完成了第6 框架計劃(Framework Program,2002—2006)和第7 框架計劃(2007—2012),目的是突破燃料電池和氫能發展的一些關鍵性技術難點,在CUTE (Clean Urban Transport for Europe, 歐洲清潔都市交通)及歐盟其他相關項目支持下,各個城市開展燃料電池公共汽車示範運行,今年新的計劃 CHIC( Clean Hydrogen in European Cities, 歐洲清潔都市交通)開始實施,包括阿姆斯特丹、巴塞羅那、漢堡、倫敦、盧森堡、 馬德里、波爾圖、斯德哥爾摩、斯圖加特、冰島以及澳大利亞珀斯, 即澳大利亞STEP 項目(Sustainable Transport Energy Program,可持續交通能源計劃)等,歐洲在燃料電池汽車的可靠性和成本控制等方面取得了長足的進步。
在德國,2012 年6 月,主要的汽車和能源公司與政府一起承諾,建立廣泛的全國氫燃料加註網路,支持發展激勵計劃,即到2015 年,全國建成50 個加氫站,為全國5000 輛燃料電池汽車提供加氫服務[7] 。戴姆勒賓士於2011 年開展燃料電池汽車的全球巡迴展示,驗證了燃料電池轎車性能已經達到了傳統轎車的性能,具備了產業化推廣的能力。戴姆勒集團參與「 Hy FLEET:CUTE(2003-2009)」項目。36 輛梅賽德斯-賓士Citaro 燃料電池客車已由20 個交通運營商進行運營使用,運營時間超過14 萬h、行駛里程超過220 萬km。但是第一代純燃料電池的客車,壽命只有2 000 h,經濟性較差。戴姆勒集團與2009 年開始推出第二代輪邊電機驅動的燃料電池客車,主要性能達到了國際先進水平,其經濟性大幅度改善,燃料電池耐久性達到1. 2 萬h。
德國西門子公司研發的燃料電池,已經成功地應用於德國的214 型潛艇上(氫氧型) [11] 。2007 年德國戴姆勒賓士公司,美國福特汽車公司和加拿大Ballard公司合作, 成立AFCC 公司(Automotive Fuel Cell Cooperation,車用燃料電池公司),以研發和推廣車用燃料電池。2013 年年初,寶馬公司決定與燃料電池技術排名第一的企業——豐田汽車公司合作,由豐田公司向寶馬公司提供燃料電池技術。 從全球范圍看,日本和韓國的燃料電池研發水平處於全球領先,尤其是豐田、日產和現代汽車公司,在燃料電池汽車的耐久性,壽命和成本方面逐步超越了美國和歐洲。豐田公司的2008 版FCHV-Adv 在實際測試中,實現了在-37 ℃順利啟動,一次加氫行駛里程達到了830km,單位里程耗氫量0.7 kg/(100 km),相當於汽油3L/(100 km),如圖3 所示 [12] 。2013 年11 月,豐田在「第43 屆東京車展2013」上,展出了計劃在2015 年投放市場的燃料電池概念車,作為技術核心的燃料電池組目前實現了當時公開的全球最高的3 kW/L 功率密度。該燃料電池組去掉了加濕模塊,不但降低了成本、車質量和體積,還減少了燃料電池的熱容量,有利於燃料電池在低溫條件下迅速冷啟動。如圖5所示為豐田公司的FCHV-Adv。
目前豐田汽車公司在擴大混合動力汽車的同時,重點針對燃料電池汽車的產業化進行准備,擬在2015年投放新一代燃料電池轎車,進行批量生產;2016 年生產(與日野合作)新一代燃料電池客車。和豐田汽車公司類似,日產汽車也投入巨資開展燃料電池電堆和轎車的研發,2011 年日產的燃料電池電堆,功率90 kW,質量僅43 kg,2012 年,日產汽車公司研發的電堆功率密度達到了2.5 kW/L,這在當時是國際最高水平[14] 。另外,本田公司新開發的FCX Clarity燃料電池汽車,能夠在- 30℃順利啟動,續駛里程達到620 km[15] ,2014 年,本田宣布的新一代燃料電池堆功率密度也達到3 kW/L。韓國現代從2002 開始研發燃料電池汽車,2005 年採用巴拉德的電堆組裝了32 輛運動型多功能車(sports utility vehicle,SUV),2006 年推出了自主研發的第一代電堆,組裝了30 台SUV,4 輛大客車,並進行了示範運行;2009—2012 年間,開發了第2 代電堆,裝配100 台SUV,開始在國內進行示範和測試,並對電堆性能進行改進;2012 年,推出了第3 代燃料電池SUV 和客車,開始全球示範;2013 年,韓國現代宣布將提前2年開展千輛級別的燃料電池SUV(現代ix35)生產,在全球率先進入燃料電池千輛級別的小規模生產階段。該SUV 採用了100 kW燃料電池,24 kW鋰離子電池,100 kW電機,70 MPa 的氫瓶可以儲存5.6 kg 氫氣, 新歐洲行駛循環(New European Drive Cycle,NEDC) 循環工況續駛里程588 km,最高車速160 km/h。 在中國國家「八六三」高技術項目、「十五規劃」的電動汽車重大科技專項與「十一五規劃」節能與新能源汽車重大項目的支持下,通過產學研聯合研發團隊的刻苦攻關,中國的燃料電池汽車技術研發取得重大進展,初步掌握了整車、動力系統與核心部件的核心技術,基本建立了具有自主知識產權的燃料電池轎車與燃料電池城市客車動力系統技術平台,也初步形成了燃料電池發動機、動力電池、DC/DC 變換器、驅動電機、供氫系統等關鍵零部件的配套研發體系,實現了百輛級動力系統與整車的生產能力。中國燃料電池汽車正處於商業化示範運行考核與應用的階段,已在北京奧運燃料電池汽車規模示範、上海世博燃料電池汽車規模示範、UNDP(United Nations Development Programme, 聯合國開發計劃)燃料電池城市客車示範以及「十城千輛」、廣州亞運會、
深圳大運會等示範應用中取得了良好的社會效益中國燃料電池轎車採用獨具特色的「電—電混合」動力系統平台技術方案,具有「動力系統平台整車適配、電—電混合能源動力控制、車載高壓儲氫系統、工業副產氫氣純化利用」的技術特徵。在「十五規劃」研發的基礎上,「十一五規劃」新一代燃料電池轎車動力系統結合整車平台的改變,採用扁平化的動力系統布置方式,燃料電池發動機氫氣子系統、空氣子系統與冷卻系統採用模塊化分散布置的模式,增加了動力系統與整車適配的柔性,明顯提升整車的人機工程性能。同時,優化集成DC/DC 變換器、DC/AC控制器以及電動空調和低壓變換器等功率元器件的動力系統控制單元,在提升模塊化的同時方便集中處理電磁兼容、系統冷卻以及電安全等問題,體現了電動
汽車動力系統集成設計的方向。與「十五規劃」燃料電池轎車動力系統相比,新一代動力系統的性能得到進一步優化與提高。主要表現在:燃料電池發動機功率從40 kW 提高到55 kW;動力蓄電池容量從48 kWh 減小到26 kWh ;電機功率從60 kW 提高到90 kW;電機控制器(DC/AC) 功率提高35%,體積比功率增加12.5%。同時,動力系統繼續保持燃料經濟性的技術優勢,在車輛整備質量增加近250 公斤的前提下整車動力性明顯提高,燃料經濟性則
仍然保持在1.2 kg/(100 km) 的原有水平。中國國家「八六三」高技術項目持續支持燃料電池汽車的技術研發工作,「十二五規劃」期間為保持中國電動汽車技術制高點,繼續保持了對燃料電池汽車的支持力度。從產業界來看,即使在「十五、十一五規劃」燃料電池汽車全球產業化熱潮期間,中國汽車工業界並沒有在燃料電池汽車方面有明顯投入,進入「十二五規劃」後,在燃料電池汽車產業化趨於理性化的大背景下,上汽集團制定了燃料電池汽車發展的五年規劃,以新源動力為燃料電池電堆供應商,開始投入大量資金研發燃料電池汽車,目前正進行第3 代燃料電池轎車FCV 的開發,在2011 年必比登比賽中,上汽開發的FCV 在燃料電池轎車組別中,名列第3。
同濟大學已開展多輪燃料電池轎車的研發工作,研製的燃料電池轎車已在奧運會、世博會進行大規模示範運行。在「十二五規劃」期間,同濟大學將為中國第一汽車集團公司、東風汽車公司、奇瑞汽車股份有限公司和中國長安汽車集團股份有限公司集成燃料電池轎車。在中國城市循環條件下,代表性燃料電池混合動力轎車的技術參數如表6 所示。
Ⅷ 燃料電池電動汽車是怎樣的工作原理
1、燃料電池電動汽車的動力系統主要由燃料電池發動機、燃料存儲裝置(主要用於儲氫)、驅動電機、動力電池組等組成,採用燃料電池發電作為主要能量源,通過電機驅動車輛前進。燃料電池是利用氫氣和氧氣(或空氣)在催化劑的作用下直接經電化學反應產生電能的裝置,且有無污染、排放物只有水的優點。
2、燃料電池電動汽車具有效率高、節能環保(以氫氣為能源、排放物為水)、運行平穩、雜訊小等優點。
燃料電池作為電動汽車的動力來源,其特點主要表現在:
①能量轉化效率高。燃料電池的能量轉換效率可高達60%~80%,是內燃機的2~3倍。
②不污染環境。燃料電池的燃料是氫和氧,生成物是清潔的水,它本身工作不產生CO和C02,也沒有硫和微粒排出,沒有高溫反應,也不產生NOx。如果使用車載的甲醇重整催化器供給氫氣,僅會產生微量的CO和較少的C02。
3、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:電池的陽極(燃料極)輸入氫氣(燃料,氫分子(H2)在陽極催化劑作用下被離解成為氫離子(H+)和電子(e-),H+穿過燃料電池的電解質層向陰極(氧化極)方向運動,e-因通不過電解質層而由一個外部電路流向陰極;在電池陰極輸入氧氣(O2),氧氣在陰極催化劑作用下離解成為氧原子(O),與通過外部電路流向陰極的e-和燃料穿過電解質的H+結合生成穩定結構的水(H2O),完成電化學反應放出熱量。
4、現階段,燃料電池的許多關鍵技術還處於研發試驗階段。此外,燃料電池的理想燃料——氫氣,在制備、供應、儲運等方面距離產業化還有大量的技術與經濟問題有待解決。
作為燃料電池必不可缺少的反應催化劑——稀有金屬鉑金(Pt)被大量應用。按照現有燃料電池對鉑金的消耗量,地球上所有儲量都用來製造車用燃料電池,也僅能滿足幾百萬輛車的需求。因此如何降低稀有金屬用量也是燃料電池電動汽車推廣應用的技術和資源瓶頸之一。
Ⅸ 什麼是燃料電池汽車
什麼是燃料電池汽車燃料電池汽車是電動汽車的一種,其核心部件是燃料電池。通過氫和氧的化學作用,而不是燃燒,直接轉化為電能。燃料電池汽車燃料中的氫氣在汽車燃料電池中與大氣中的氧氣發生反應,產生電能驅動電機工作。電機驅動汽車內的機械傳動結構,再驅動汽車前軸(或後輪軸)等移動機械結構工作,從而驅動電動汽車前進。用於燃料電池汽車的氫燃料可以通過幾種方式獲得。一些車輛直接搭載純氫燃料,而其他車輛可能配備燃料重整器,可以將碳氫燃料轉化為富氫氣體。單個燃料電池必須組合成一個燃料電池堆,以獲得滿足車輛使用要求的必要功率。自2001年以來,全球燃料電池技術取得了重大進展。燃料電池汽車的發展仍然存在技術挑戰,如燃料電池堆的集成、電動汽車燃料處理器商業化程度的提高以及輔助汽車製造商正在努力集成組件和降低組件成本,並取得了顯著進展。
Ⅹ 什麼叫燃料電池汽車
燃料電池汽車也可以算作電動汽車,但你可以在五分鍾內給電池灌滿燃料,而不是等上幾個小時來充滿電。燃料電池汽車也是電動汽車,只不過「電池」是氫氧混合燃料電池。和普通化學電池相比,燃料電池可以補充燃料,通常是補充氫氣。一些燃料電池能使用甲烷和汽油作為燃料,但通常是限制在電廠和叉車等工業領域使用。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, 其動力方面的不同在於FCV 用的電力來自車載燃料電池裝置, 電動汽車所用的電力來自由電網充電的蓄電池。因此, FCV 的關鍵是燃料電池。
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: 電池的陽極( 燃料極) 輸入氫氣( 燃料) , 氫分子( H2) 在陽極催化劑作用下被離解成為氫離子( H+ ) 和電子( e-) , H+ 穿過燃料電池的電解質層向陰極( 氧化極) 方向運動, e-因通不過電解質層而由一個外部電路流向陰極; 在電池陰極輸入氧氣( O2) , 氧氣在陰極催化劑作用下離解成為氧原子( O) , 與通過外部電路流向陰極的e-和燃料穿過電解質的H+ 結合生成穩定結構的水( H2O) , 完成電化學反應放出熱量。這種電化學反應與氫氣在氧氣中發生的劇烈燃燒反應是完全不同的, 只要陽極不斷輸入氫氣, 陰極不斷輸入氧氣, 電化學反應就會連續不斷地進行下去, e-就會不斷通過外部電路流動形成電流, 從而連續不斷地向汽車提供電力。與傳統的導電體切割磁力線的回轉機械發電原理也完全不同, 這種電化學反應屬於一種沒有物體運動就獲得電力的靜態發電方式。因而, 燃料電池具有效率高、噪音低、無污染物排出等優點, 這確保了FCV 成為真正意義上的高效、清潔汽車。
為滿足汽車的使用要求, 車用燃料電池還必須具有高比能量、低工作溫度、起動快、無泄漏等特性,在眾多類型的燃料電池中,質子交換膜燃料電池( PEMFC) 完全具備這些特性, 所以FCV 所使用的燃料電池都是PEMFC。
工作原理
燃料電池汽車的工作原理是,作為燃料的氫在汽車搭載的燃料電池中,與大氣中的氧氣發生氧化還原化學反應,產生出電能來帶動電動機工作,由電動機帶動汽車中的機械傳動結構,進而帶動汽車的前橋(或後橋)等行走機械結構工作,從而驅動電動汽車前進。
7核心部件燃料電池。燃料電池的反應結果會產生極少的二氧化碳和氮氧化物,副產品主要產生水,因此被稱為綠色新型環保汽車。燃料電池汽車是電動汽車的一種,其核心部件燃料電池。通過氫氣和氧氣的化學作用,而不是經過燃燒,直接變成電能動力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,能將烴類燃料轉化為富氫氣體。單個的燃料電池必須結合成燃料電池組,以便獲得必需的動力,滿足車輛使用的要求