新能源之燃料电池汽车

2.3燃料电池电动汽车2.3.1燃料电池电动汽车的类型2.3.2燃料电池电动汽车的结构原理2.3.3燃料电池电动汽车的特点2.3.4燃料电池电动汽车车型实例2.3.1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。2.3.1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+B)的FCEV2.3.1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。2.3.1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FCEV2.3.2燃料电池电动汽车的结构原理2.3.2燃料电池电动汽车的结构原理燃料电池电动汽车的动力系统主要由燃料电池发动机、辅助动力源、DC/DC变换器、DC/AC逆变器、电动机和动力电控系统等组成。1.燃料电池发动机在FCEV所采用的燃料电池发动机中，为保证PEMFC组的正常工作，除以PEMFC组为核心外，还装有氢气供给系统、氧气供给系统、气体加湿系统、反应生成物的处理系统、冷却系统和电能转换系统等。只有这些辅助系统匹配恰当和正常运转，才能保证燃料电池发动机正常运转。2.3.2燃料电池电动汽车的结构原理以氢为燃料的燃料电池发动机系统2.3.2燃料电池电动汽车的结构原理以氢气为燃料的FCEV的总布置基本结构模型2.3.2燃料电池电动汽车的结构原理2.辅助动力源在FCEV上燃料电池发动机是主要电源，另外还配备有辅助动力源。根据FCEV的设计方案不同，其所采用的辅助动力源也有所不同，可以用蓄电池组、飞轮储能器或超大容量电容器等共同组成双电源系统。3.DC/DC变换器FCEV的燃料电池需要装置单向DC/DC变换器，蓄电池和超级电容器需要装置双向DC/DC变换器。2.3.2燃料电池电动汽车的结构原理4.驱动电动机燃料电池电动汽车用的驱动电动机主要有直流电动机、交流电动机、永磁电动机和开关磁阻电动机等。燃料电池汽车驱动电机的选型必须结合整车开发目标，综合考虑电动机的特点。驱动电动机的详细内容见第4章。5.动力电控系统燃料电池汽车的动力电控系统主要由燃料电池发动机管理系统(FCE-ECU)、蓄电池管理系统(BMS)、动力控制系统(PCU)及整车控制系统(VMS)组成，而原型车的变速器系统会简化很多。2.3.3燃料电池电动汽车的特点(1)效率高。燃料电池的工作过程是化学能转化为电能的过程，不受卡诺循环的限制，能量转换效率较高，可以达到30%以上。(2)续驶里程长。采用燃料电池系统作为能量源，克服了纯电动汽车续驶里程短的缺点，其长途行驶能力及动力性已经接近于传统汽车。(3)绿色环保。燃料电池没有燃烧过程，以纯氢作燃料，生成物只有水，属于零排放。采用其它富氢有机化合物用车载重整器制氢作为燃料电池的燃料，生产物除水之外还可能有少量的CO2，接近零排放。2.3.3燃料电池电动汽车的特点(4)过载能力强。燃料电池除了在较宽的工作范围内具有较高的工作效率外，其短时过载能力可达额定功率的200％或更大。(5)低噪音。燃料电池属于静态能量转换装置，除了空气压缩机和冷却系统以外无其它运动部件，因此与内燃机汽车相比，运行过程中噪音和振动都较小。(6)设计方便灵活。燃料电池汽车可以按照X－By－Wire的思路进行汽车设计，改变传统的汽车设计概念，可以在空间和重量等问题上进行灵活的配置。2.3.3燃料电池电动汽车的特点燃料电池电动汽车的主要缺点有：(1)燃料电池汽车的制造成本和使用成本过高。(2)辅助设备复杂，且质量和体积较大。(3)起动时间长，系统抗振能力有待进一步提高。2.3.4燃料电池电动汽车车型实例1.雪佛兰Equinox氢燃料电池电动汽车2.3.4燃料电池电动汽车车型实例2.奔驰燃料电池B级F-Cell电动汽车2.3.4燃料电池电动汽车车型实例3.“上海牌”燃料电池电动汽车2.3.4燃料电池电动汽车车型实例4.帕萨特领驭氢燃料电池电动汽车2.3.4燃料电池电动汽车车型实例5.奇瑞燃料电池电动汽车2.3.4燃料电池电动汽车车型实例6．长安志翔燃料电池电动汽车