汽车新技术第三章2新能源与绿色汽车(韩伟)解读.ppt

第三章2 新能源与绿色汽车 白云学院 机电工程学院 韩 伟 燃料电池汽车和混合动力汽车 燃料电池汽车的工作原理 燃料电池汽车的分类 燃料电池汽车的发展趋势 混合动力汽车的发展 燃料电池汽车 FCV（Fuel cell vehicles ） 燃料电池汽车是电动汽车的一种，其核心部件燃料电池的电能是通过氢气和氧气的化学作用，而不是经过燃烧，直接变成电能 1、燃料电池汽车工作原理： 燃料电池汽车的工作原理是，使作为燃料的氢在汽车搭载的燃料电池中，与大气中的氧发生化学反应，产生出电能发动电动机，由电动机带动汽车中的机械传动结构，进而带动汽车的前后万向轴、后桥等行走机械结构，转动车轮驱动汽车。 2、燃料电池汽车的工作过程及排放物 核心部件燃料电池采用的能源间接来源是甲醇、天然气、汽油等烃类化学物质，通过相关的燃料重整器发生化学反应间接地提取氢元素；直接来源就是石化裂解反应提取的纯液化氢。 燃料电池的反应结果将会产生极度少的二氧化碳和氮氧化物，这类化学反应除了电能外的副产品主要产生水，因此燃料电池汽车被称为绿色的新型环保汽车。 燃料电池汽车的优点： 零排放或近似零排放 减少了机油泄漏带来的水污染 降低了温室气体的排放 提高了燃油经济性 提高了发动机燃烧效率 运行平稳、无噪声 二、燃料电池汽车的分类： 1、按照氢燃料供应方式分： 燃料电池汽车的氢燃料能通过几种途径得到。有些车辆直接携带着纯氢燃料，另外一些车辆有可能装有燃料重整器，能将烃类燃料转化为富氢气体。 (i）非重整型式：车上装有氢罐，供给燃料电池。 (ii)重整式：车上装有液体燃料，利用车上装置制造氢气，供给燃料电池，通常称制氢装置为重整装式(或重整器)。 燃料电池是使氢与空气中的氧进行反应的发电装置。 在车上制造氢的燃料电池车称为重整型式燃料电池车。燃料电池车具有高效率、低污染的特点。 2、按照燃料不同分为： (1)氢燃料电池汽车 为了满足必要的续驶里程，必须在车上装有足够的氢，然而这将是非常困难的。氢的供应网络建设是一个重要的问题。与重整式相比较，非重整型式燃料电池车构造简单，燃料电池系统的车载容量、重量都可以减少，而且由于非重整，可以增加整车使用效率，这些均是它的优点。 (2)甲醇重整燃料电池汽车 甲醇与汽油等其他液体燃料相比，比较容易重整，而且可以从包括再生资源的多种原料中进行制造。与汽油、轻油一样。供油时间短，并积累了许多管理经验，社会化使用的基础设施建设和完善比较容易。 (3)汽油重整燃料电池汽车 与甲醇比较，汽油重整复杂而且效率低。但是作为重整用原料具有约2倍于甲醇重整的氢，另一方面汽油供应站已经普及并完善，从用户心理方面来讲也易于接受，因此它是最易于投入使用的燃料电池汽车。 三、燃料电池汽车的发展趋势 1、电动汽车的关键技术： 能源动力技术包括电池技术、电机技术、控制器技术。电池技术、电机技术和控制器技术是电动汽车所特有的技术，这3项技术也是一直制约电动汽车大规模进入市场的关键因素。 2001年以来，在世界范围内燃料电池技术已经取得了重大的进展。在开发燃料电池汽车中仍然存在着技术性挑战，如燃料电池组的一体化，提高商业化电动汽车燃料处理器和辅助部汽车制造厂都在朝着集成部件和减少部件成本的方向努力，并已取得了显著的进步。 3、电池技术 电池是电动汽车的动力源泉，也是一直制约电动汽车发展的关键因素。电动汽车用电池的主要性能指标是比能量(E) 、能量密度(Ed)、比功率(P)、循环寿命(L)和成本(C)等。要使电动汽车能与燃油汽车相竞争，关键就是要开发出比能量高、比功率大、使用寿命长的高效电池 奔驰B燃料电池车 所有的动力系统全部位于车的底部，并且是位于前后轴之间，组成了所谓的治车身，而据的工程师介绍这样的布局也是从安全的角度考虑，经过他们的碰撞试验证实，这样的结构最能保证安全性。 ?绿色部分就是储存氢气的高压罐，压力可以达到700巴，一共有三个，全部都是高强度的碳纤维材质，每个储气罐可以储存大约4kg的气态燃料，这些燃料可以让车辆连续行驶400公里 四、混合动力汽车 混合动力驱动车辆在运行中，能向蓄电池组补充电能，因此，没有必要像电动车(电瓶车)那样，必须停歇在车库(或充电站点)内花很长时间充电。混合动力驱动的车辆具有节能、低排放、低噪声等优点，并且保持了传统的由内燃机驱动的汽车续驶里程长的固有特点。 混合动力驱动的车辆不论在小轿车或大型车辆(如公共汽车)领域中，均将有巨大的发展潜力和看好的市场前景。混合动力汽车通过将发动机、充电电池和电动机的最佳组合，既可以提高发动机工作效率、节省能源，又可以清洁排放，减少环境污染。这种车除发动机可对电池充电外，在减速时动力回收再生，制动器可以将机械能转换成