新能源汽車技術(shù) 課件 項(xiàng)目六 其他類型的新能源汽車認(rèn)知

項(xiàng)目6其他類型的新能源汽車認(rèn)知重慶電子科技職業(yè)大學(xué)1.燃料電池汽車發(fā)展現(xiàn)狀（1）燃料電池汽車的特點(diǎn)1）能量轉(zhuǎn)換效率高2）排放無(wú)污染3）結(jié)構(gòu)靈活4）續(xù)航里程長(zhǎng)5）加氫時(shí)間短任務(wù)1

燃料電池汽車的結(jié)構(gòu)與原理2.燃料電池汽車的結(jié)構(gòu)及原理燃料電池作為電源的電動(dòng)汽車稱為燃料電池電動(dòng)汽車（FCEV）。氫燃料電池汽車（以下又稱為燃料電池汽車）是利用氫氣和空氣中的氧，在催化劑的作用下，在燃料電池中經(jīng)電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的電能，并作為主要?jiǎng)恿υ打?qū)動(dòng)的汽車。主要部件有高壓儲(chǔ)氫瓶、燃料電池堆、動(dòng)力電池、燃料電池升壓變頻器和動(dòng)力控制單元等?，F(xiàn)階段FCEV一般是以質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFC）作為車載能量源。質(zhì)子交換膜燃料電池以氫氣和氧氣的非燃燒性電化學(xué)作用，直接產(chǎn)生電能為電動(dòng)汽車直接或者中間儲(chǔ)能電池供電，驅(qū)動(dòng)汽車的行駛。燃料電池系統(tǒng)（FCS）發(fā)電后通過(guò)DC-DC升壓，可以直接驅(qū)動(dòng)電機(jī)，也可以給電池充電。3.燃料電池的結(jié)構(gòu)與組成燃料電池是一種能量轉(zhuǎn)化裝置，它是按電化學(xué)原理、等溫的把貯存在燃料和氧化劑中的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能，因而實(shí)際過(guò)程是氧化還原反應(yīng)。燃料電池與普通電池最大的區(qū)別在于普通電池的活性物質(zhì)存儲(chǔ)在電池內(nèi)部，而燃料電池則本身不包含活性物質(zhì)，無(wú)論是燃料還是氧化劑都需要外部供應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物則需要不斷排出?？偟膩?lái)說(shuō)，燃料電池的主要構(gòu)成組件為：電極、電解質(zhì)隔膜與集電器等。單體PEMFC燃料電池與燃料電池堆的結(jié)構(gòu)分別如圖6-1-4及6-1-5所示，由我國(guó)中科院寧波材料技術(shù)與工程研究所的固態(tài)氧化物燃料電池研發(fā)團(tuán)隊(duì)研發(fā)的一款SOFCMAN-E-5kW高溫固體氧化物燃料電池電堆。1）電極燃料電池的電極是燃料發(fā)生氧化反應(yīng)與氧化劑發(fā)生還原反應(yīng)的電化學(xué)反應(yīng)場(chǎng)所，其性能的好壞關(guān)鍵在于電極材料的催化性能、電極的材料等。電極主要可分為兩部分：陽(yáng)極和陰極（Cathode），厚度一般為200-500mm。其結(jié)構(gòu)與一般電池之平板電極不同之處，在于燃料電池的電極為多孔結(jié)構(gòu)。燃料電池的電極設(shè)計(jì)成多孔結(jié)構(gòu)的主要原因是燃料電池所使用的燃料及氧化劑大多為氣體（例如氧氣、氫氣等），而氣體在電解質(zhì)中的溶解度并不高，為了提高燃料電池的實(shí)際工作電流密度與降低極化作用，故發(fā)展出多孔結(jié)構(gòu)的電極，以增加參與反應(yīng)的電極表面積。目前高溫燃料電池電極主要是以觸媒材料制成，例如固態(tài)氧化物燃料電池（簡(jiǎn)稱SOFC）的Y2O3-stabilized-ZrO2（簡(jiǎn)稱YSZ）及熔融碳酸鹽燃料電池（簡(jiǎn)稱MCFC）的氧化鎳電極等，而低溫燃料電池則主要是由氣體擴(kuò)散層支撐一薄層催化材料而構(gòu)成，例如磷酸燃料電池（簡(jiǎn)稱PAFC）與質(zhì)子交換膜燃料電池（簡(jiǎn)稱PEMFC）的鉑電極等。3.燃料電池的工作原理陽(yáng)極（負(fù)極）：H2

(g)→2H+(aq)+2e-陰極（正極）：1/2O2+2H++2e-→H2O電池反應(yīng)：H2+1/2O2→H2O質(zhì)子交換膜燃料電池系統(tǒng)任務(wù)2

燃?xì)馄嚱Y(jié)構(gòu)與原理一、燃?xì)馄嚨慕Y(jié)構(gòu)壓縮天然氣汽車系統(tǒng)通常包括：天然氣氣瓶、減壓調(diào)壓器、各類閥門和管件、混合器（或者天然氣噴射裝置）、各類電控裝置等。天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)還包括鍛造鋁合金、高壓縮活塞、鎳鎢硬化合金排氣門座和甲烷催化轉(zhuǎn)化器。一般而言，CNG汽車采用定型汽車改裝，在保留原車供油系統(tǒng)的情況下增加一套“車用壓縮天燃?xì)廪D(zhuǎn)換裝置”任務(wù)2

燃?xì)馄嚱Y(jié)構(gòu)與原理改裝部分由以下三個(gè)系統(tǒng)組成。（1）天然氣系統(tǒng)。主要由充氣閥，高壓截止閥，天然氣鋼瓶，高壓管線，高壓接頭，壓力表，壓力傳感器及氣量顯示器等組成。天然氣系統(tǒng)的主要承擔(dān)燃?xì)獾拇鎯?chǔ)，并且具備天然氣補(bǔ)充和安全保護(hù)的功能。（2）燃?xì)夤┙o系統(tǒng)。主要由燃?xì)飧邏弘姶砰y，三級(jí)組合式的減壓閥，混合器等組成。承擔(dān)向發(fā)動(dòng)機(jī)按需提供燃?xì)獾墓δ?。?）油氣燃料轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。主要由三位油氣轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，點(diǎn)火時(shí)間轉(zhuǎn)換器，汽油電磁閥組成。油氣燃料轉(zhuǎn)換系統(tǒng)根據(jù)需要，負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)換不同的燃料使用情況。2.燃?xì)馄嚨墓ぷ髟?.醇類燃料汽車的結(jié)構(gòu)任務(wù)3

醇類燃料汽車結(jié)構(gòu)與原理甲醇-汽油雙燃料電子噴射系統(tǒng)工作原理任務(wù)4

太陽(yáng)能汽車的結(jié)構(gòu)與原理1.太陽(yáng)能汽車的結(jié)構(gòu)太陽(yáng)能汽車由太陽(yáng)能電池板接受太陽(yáng)光的照射，利用太陽(yáng)能電池發(fā)電原理?yè)Q成電能，向儲(chǔ)能電池組或電動(dòng)機(jī)供電。當(dāng)太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能充足時(shí)，由太陽(yáng)能電池板將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能后，可以由太陽(yáng)能電池板直接提供電能，通過(guò)電流變換器將電流輸送到驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，驅(qū)動(dòng)汽車行駛，它實(shí)際上是一種電動(dòng)汽車，其驅(qū)動(dòng)模式相當(dāng)于串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車（SHEV），所不同的是串聯(lián)式混合動(dòng)力汽車的電能來(lái)源于內(nèi)燃機(jī)發(fā)電，而太陽(yáng)能汽車則來(lái)源于更為環(huán)保的太陽(yáng)能。當(dāng)由于太陽(yáng)能電池的能量受天氣的影響，在陰天、下雨時(shí)，太