燃料电池电动汽车ppt课件.ppt

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1、2021/8/41燃料电池电动汽车燃料电池电动汽车燃料电池定义燃料电池是一种能够持续的通过发生在阳极和阴极的氧化还原反应将化学能转化为电能的能量转换装置。燃料电池与常规电池的区别在于，它工作时需要连续不断地向电池内输入燃料和氧化剂，只要持续供应，燃料电池就会不断提供电能。燃料电池的特点由于燃料电池能将燃料的化学能直接转换为电能，因此，它没有像普通火力发电厂那样的通过锅炉、汽轮机、发电机的能量形态变化，可避免过程中转换损失，达到市制发电效率。燃料电池电动汽车燃料电池的优点◇由于输出功率单位由堆的输出功率定，故机组容量具有自由度；部分负荷时也

2、能保持高的效率；◇通过与燃料供给装置的组合，可适用范围的燃料；◇没有尺寸效应，很小的燃料电池仍具有和大尺寸相仿的效率；◇转换效率高，可达60%；◇没有运转部件，噪音小；◇NOx及SOx等的排出量少，有利环保,若以氢为燃料，排放是水，电池部分可实现“零排放”．燃料电池的分类根据工作温度可分为:低温型、中温型和高温型三种。根据电解质的种类可分为：燃料电池电动汽车碱性燃料电池(AFC)、磷酸燃料电池(PAFC)、熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)、固体氧化物燃料电池(SOFC)、聚合物离子膜燃料电池(PEMFC)。根据多电源的配置不同可分为：FCE

3、V按“多电源”的配置不同，可分为纯燃料电池驱动（PFC）的FCEV；燃料电池与辅助蓄电池联合驱动（FC+B）的FCEV；燃料电池与超级电容联合驱动（FC+C）的FCEV；燃料电池与辅助蓄电池和超级电容联合驱动（FC+B+C）的FCEV。燃料电池的原理燃料电池由阳极、阴极和离子导电的电解质构成，其工作原理与普通电化学电池类似，燃料在阳极氧化，氧化剂在阴极还原，电子从阳极通过负载流向阴极构成电回路，产生电流。燃料电池电动汽车燃料氧化剂阳极阴极电解质导电离子纯燃料电池驱动的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

4、燃料电池承担。燃料电池电动汽车纯燃料电池驱动的FCEV优点：◇结构简单，便于实现系统控制和整体布置；◇系统部件少，有利于整车的轻量化；◇较少的部件使得整体的能量传递效率高。缺点：◇燃料电池功率大、成本高；◇对燃料电池系统的动态性能和可靠性提出了很高的要求；◇不能进行制动能量回收。燃料电池与辅助蓄电池联合驱动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机提供能量，驱动电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，驱动电机变成发电机，蓄电池将储存回馈的能量。燃料电池电动汽车燃

5、料电池与辅助蓄电池联合驱动FCEV燃料电池电动汽车优点：◇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；◇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；◇系统对燃料电池的动态响应性能要求较低；◇汽车的冷启动性能较好；◇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。缺点：◇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；◇蓄电池充放电过程会有能量损耗

6、；燃料电池电动汽车燃料电池与超级电容联合驱动FCEV◇系统变得复杂，系统控制和整体布置难度增加。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。燃料电池与辅助蓄电池和超级电容联合驱动的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。燃料电池、蓄电池和超级电容一起为驱动电机提供能量，驱动电机将电能转化成机械能传给传动系，驱动汽车前进；在汽车制

7、动时，驱动电机变成发电机，蓄电池和超级电容将储存回馈的能量。燃料电池电动汽车燃料电池与辅助蓄电池和超级电容联合驱动的FCEV燃料电池+蓄电池十超级电容形式动力系统结构图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：◇增加了超级电容，系统质量将可能增加；◇系统更加复杂化，系统控制和整体布置的难度也随之增大。燃料电池电动汽车燃料电池电动汽车的主要不足◇燃料电池的比能量不低于150～200Wh/kg,比功率不低于300～400W/kg。要求达到或超过美国先进电

8、池联合体（USABC）所提出的电池性能和使用寿命的指标。◇可以在-20℃的条件下起动和工作,有可靠的安全性和密封性,不会发生燃料气体的结冰和燃料气体的泄漏。燃料电池电动汽车对燃料电池的基本要求