第7章新能源汽车技术ppt课件.ppt

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1、第7章燃料电池电动汽车7.1概述7.2燃料电池电动汽车的基本结构7.3燃料电池电动汽车传动系统参数设计新能源汽车技术第1页7.1概述7.1.1燃料电池电动汽车的类型FCEV按主要燃料种类可分为（1）以纯氢气为燃料的FCEV；（2）经过重整后产生的氢气为燃料的FCEV。FCEV按“多电源”的配置不同，可分为（1）纯燃料电池驱动（PFC）的FCEV；（2）燃料电池与辅助蓄电池联合驱动（FC+B）的FCEV；（3）燃料电池与超级电容联合驱动（FC+C）的FCEV；（4）燃料电池与辅助蓄电池和超级电容联合驱动（FC+B+C）的FCEV。新能源汽车技术第2页7.

2、1.1燃料电池电动汽车的类型1．纯燃料电池驱动的FCEV纯燃料电池电动汽车只有燃料电池一个动力源，汽车的所有功率负荷都由燃料电池承担。新能源汽车技术第3页7.1.1燃料电池电动汽车的类型优点：（1）系统结构简单，便于实现系统控制和整体布置；（2）系统部件少，有利于整车的轻量化；（3）较少的部件使得整体的能量传递效率高，从而提高整车的燃料经济性。缺点：（1）燃料电池功率大、成本高；（2）对燃料电池系统的动态性能和可靠性提出了很高的要求；（3）不能进行制动能量回收。新能源汽车技术第4页7.1.1燃料电池电动汽车的类型2．燃料电池与辅助蓄电池联合驱动（FC+

3、B）的FCEV该结构为一典型的串联式混合动力结构。在该动力系统结构中，燃料电池和蓄电池一起为驱动电动机提供能量，驱动电动机将电能转化成机械能传给传动系，从而驱动汽车前进；在汽车制动时，驱动电动机变成发电动机，蓄电池将储存回馈的能量。新能源汽车技术第5页7.1.1燃料电池电动汽车的类型优点：（1）由于增加了比功率价格相对低廉得多的蓄电池组，系统对燃料电池的功率要求较纯燃料电池结构形式有很大的降低，从而大大地降低了整车成本；（2）燃料电池可以在比较好的设定的工作条件下工作，工作时燃料电池的效率较高；（3）系统对燃料电池的动态响应性能要求较低；（4）汽车的冷

4、启动性能较好；（5）制动能量回馈的采用可以回收汽车制动时的部分动能，该措施可能会增加整车的能量效率。新能源汽车技术第6页7.1.1燃料电池电动汽车的类型缺点：（1）蓄电池的使用使得整车的质量增加，动力性和经济型受到影响，这一点在能量复合型混合动力汽车上表现更为明显；（2）蓄电池充放电过程会有能量损耗；（3）系统变得复杂，系统控制和整体布置难度增加。新能源汽车技术第7页7.1.1燃料电池电动汽车的类型3．燃料电池与超级电容联合驱动（FC+C）的FCEV这种结构形式与燃料电池+蓄电池结构相似，只是把蓄电池换成超级电容。相对于蓄电池，超级电容充放电效率高，能

5、量损失小，比蓄电池功率密度大，在回收制动能量方面比蓄电池有优势，循环寿命长，但是超级电容的能量密度较小。随着超级电容技术的不断进步，这种结构将成为一种新的重要研究方向。新能源汽车技术第8页7.1.1燃料电池电动汽车的类型4．燃料电池与辅助蓄电池和超级电容联合驱动（FC+B+C）的FCEV燃料电池与蓄电池和超级电容联合驱动的电动汽车的动力系统结构也为串联式混合动力结构。在该动力系统结构中，燃料电池、蓄电池和超级电容一起为驱动电动机提供能量，驱动电动机将电能转化成机械能传给传动系，从而驱动汽车前进；在汽车制动时，驱动电动机变成发电动机，蓄电池和超级电容将储

6、存回馈的能量。新能源汽车技术第9页7.1.1燃料电池电动汽车的类型新能源汽车技术第10页7.1.1燃料电池电动汽车的类型这种结构的优点相比燃料电池+蓄电池的结构形式的优点更加明显，尤其是在部件效率，动态特性，制动能量回馈等方面。而其缺点也一样更加明显：（1）增加了超级电容，整个系统的质量将可能增加；（2）系统更加复杂化，系统控制和整体布置的难度也随之增大。总的来说，如果能够对系统进行很好的匹配和优化，这种结构带来的汽车的良好的性能具有很大的吸引力。新能源汽车技术第11页7.1.1燃料电池电动汽车的类型在三种混合驱动中，FC+B+C组合被认为能够最大限度

7、满足整车的起动、加速、制动的动力和效率需求，但成本最高，结构和控制也最为复杂。目前燃料电池电动汽车动力系统的一般结构是FC+B组合。这是因为它具有以下特点：（1）燃料电池单独或与动力电池共同提供持续功率，而且在车辆起动、爬坡和加速等峰值功率需求时，动力电池提供峰值功率；（2）在车辆起步的时候和功率需求量不大的时候，蓄电池可以单独输出能量；（3）蓄电池技术比较成熟，可以在一定程度上弥补燃料电池技术上的不足。新能源汽车技术第12页7.1.2燃料电池电动汽车的特点1.燃料电池汽车的优点：（1）效率高：可以达到30%以上；（2）续驶里程长：其长途行驶能力及动力

8、性已经接近于传统汽车；（3）绿色环保：生成物只有水，属于零排放；（4）过载能力强：短时过载能力