燃料电池汽车结构组成与工作原理读书报告

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1、燃料电池汽车结构组成与工作原理分析读书报告班级：车辆工程0705学号：3070401138姓名：陆涛内燃机汽车的发展是现代工业技术最重大的成就之一。然而，高度发展的汽车工业和持续大量汽车的应用，在全球已经引发了严重的环境和碳氢资源问题：大气质量的恶化、全球变暖以及石油资源的匮乏成为了现代生活必须认真对待的威胁：日益严格的排放和燃料效率的标准促进了安全、清洁和高效车辆的迅猛发展：当今人们公认电动汽车、混合动力电动汽车和由燃料电池供电的各类驱动系的技术应用科学是最有指望在可预见的未来解决车辆问题的办法。为满足这一需要，在美国和全世界，不断增多的工程学院已在大学生和研究生培养中设

2、立了现代能量和车辆技术应用科学专业。以下笔者将对燃料电池汽车的结构组成和工作原理做一个浅显的读书报告。采用燃料电池作电源的电动汽车称为燃料电池电动汽车FCEV（FuelCellElectricVehicle），最早的FCEV是燃料电池大客车FCEV（FuelCellElectricBus）。早期的FCEV的燃料电池本身和他的附属设备的质量重，体积大，占据了大客车很大部分的装载空间，几乎没有乘客乘坐的空间，给FCEV的总布置带来很大的困难。近年来燃料电池不断地向小型化方向发展，使得燃料电池成功地装置到各种类型的车辆上。1.甲醇储存罐2.散热器3.改质器4.H2、CO分离器5.

3、循环泵6.燃料电池组(堆)7.控制系统8.蓄电池组9.DC/DC转换器早期的FCEVFCEV是一种地面车辆，仍然保留了车辆的行驶系统、悬挂系统、转向系统和制动系统等。FCEV是以电力驱动为惟一的驱动模式，其电气化和自动化的程度大大高于内燃机汽车，早期用内燃机汽车底盘改装的FCEV，在汽车底盘上布置了氢气储存罐或甲醇改质系统，燃料电池发动机系统，电气控制系统和电机驱动系统等总成和装置，在进行总布置时受到一些局限。新研发的FCEV采用了滑板式底盘，将FCEV的氢气储存罐和供应系统、燃料电池发动机系统、电能转换系统、电机驱动系统、转向系统和制动系统等，统统装在一个滑板式的底盘中，

4、在底盘上部可以布置不同用途的车身和个性化造型的车身。采用多种现代技术，以计算机控制为核心和电子控制的“线传”系统（Control-by-wire)，CAN总线系统等，使新型燃料电池电动车辆进入一个全新的时代。FCEV按主要燃料种类可分为:①以纯氢气为燃料的FCEV；②以甲醇改质后产生的氢气为燃料的FCEV。1.驱动轮2.驱动系统3.驱动电动机4.逆变器5.辅助电源(蓄电池、超级电容器)6.燃料电池发动机7.空气压缩机和空气加湿装置8.氢气管理系统9.中央控制器10.DC/DC转换器11.氢气储存罐12.燃烧器和改质器13.甲醇储存罐14.H2净化器FCEV的基本类型FCEV

5、按“多电源”的配置不同，可分为:①纯燃料电池FCEV；②燃料电池与蓄电池混合电源的FCEV；③燃料电池与蓄电池和超级电容器混合电源的FCEV。后2种多电源的配置方式是FCEV的主要配置方式。辅助电源用于提供起动电流和回收制动反馈的电能。FCEV采用的主要电源和辅助电源分类燃料电池的工作原理与普通电池基本相同，也是通过电化学反应把物质的化学能转变为电能。所不同的是，传统电池是事先填充好内部物质，化学反应结束后，不能再释放出电能；而燃料电池进行化学反应所需的物质是由外部不断填充的，中途供应燃料，就能源源不断地输出电能和热能。从燃料电池一侧的正极输入氧或空气，另一侧的负极输入氢和

6、二氧化氮，在正极与负极之间充满电解质。氢燃料输入进燃料电池的负极，氧(或空气)进入燃料电池的正极，在催化剂的作用下，氢原子分裂成一个电子和一个质子，它们通过不同的路径到达负极，从而产生可利用的电流，同时氢和氧重新结合形成水分子。其中氢的来源则是由燃料电池系统中的燃料转换装置所提供，该装置将天然气、甲醇或者汽油等烃类燃料自处理后转换为氢气。近年来研究开发的差不多都是固体高分子型燃料电池PEFC，其平均重量和体积功率密度比其他燃料电池好。工作温度低，容易操作，很适合汽车尤其小轿车使用。汽车固体高分子燃料电池大致有使用燃料、燃料储存、改质器及辅助电源组成。(1)使用燃料PEFC汽

7、车使用的燃料电池有氢气、甲醇、汽油等。氢可以直接作燃料。甲醇和汽油必须改质。以氢直接作燃料，PEFC系统简单，燃料使用率可达100%，废气排放几乎为零。甲醇功率密度高搭，载设备轻，一次充填行驶距离可达汽油车水平。通常，甲醇有改质器改质转变为氢供给PEFC。现在开始研究在电极表面直接将甲醇转变为氢离子的直接甲醇燃料电池。以汽油为燃料，改质温度高，同时含在汽油中的硫易使催化剂中毒，系统复杂，技术要求高，难度大，需要解决的问题较多。因此，目前主要使用的燃料是甲醇和氢气。⑵燃料储存氢气在常温下为气体，功率密度小，车载必须高