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第四章 其它燃料汽车 人民邮电出版社 新能源汽车概论（AR 增强现实版） 职业院校“十三五”汽车专业规划教材 目录导航 第一节 燃料电池电动汽车 第二节 气体燃料汽车 第三节 太阳能汽车 （1） 纯燃料电池电动汽车 一、燃料电池电动汽车分类 1. 按多电源配置不同分类 纯燃料电池驱动的燃料电池电动汽车（PFC）只有一个燃料电池动力源，如图4.1。 特点：结构简单，便于实现系统控制和整体布置；系统部件少，有利于整车轻量化；部件比较少使得整体能量传递效率高。缺点是燃料电池功率大，成本高；对燃料电池系统的动态性能和可靠性提出了很高要求；不能进行制动能量回收。 （2）燃料电池与蓄电池联合驱动 一、燃料电池电动汽车分类 1. 按多电源配置不同分类 燃料电池与辅助蓄电池联合驱动（FC+B）的燃料电池电动汽车结构有串联式和并联式。在图4.2所示的并联结构中，燃料电池和蓄电池一起为驱动电动机提供能量。 特点：增加了蓄电池组，系统对燃料电池的功率要求有很大降低，从而大大降低整车成本；燃料电池可以在比较好的设定工作条件下工作，效率比较高；可以采用制动能量回收。蓄电池的使用使整车质量增加，动力性和经济性收到影响；系统变得复杂，控制和整体布置难度增加。 （3）燃料电池与超级电容联合驱动 一、燃料电池电动汽车分类 1. 按多电源配置不同分类 燃料电池与超级电容联合驱动电动汽车（FC+C）与FC+B结构相似，只是把蓄电池换成超级电容。相对应蓄电池，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小。 （4） 燃料电池+蓄电池+超级电容结构 一、燃料电池电动汽车分类 1. 按多电源配置不同分类 燃料电池+蓄电池+超级电容（FC+B+C）结构形式如图4.3所示，这种结构在部件效率、动态特性和制动能量回收等方面优势突出。而其缺点也更明显：增加超级电容，系统质量增加；系统更加复杂，控制和整体布置难度更大。 一、燃料电池电动汽车分类 2. 按主要燃料种类分类 （1）纯氢气燃料电池电动汽车 （2）燃料重整反应制取氢气 纯氢气燃料电池电动汽车储氢技术是关键，常见储氢系统有高压储氢、低温储存液氢和金属氢化物三种。 通过重整反应制取氢气燃料电池电动汽车由于燃料携带方便，提高燃料能量利用率，增加电动汽车续驶里程，得到更大发展。 （1）能量混合型 一、燃料电池电动汽车分类 3.根据燃料电池所提供的功率 能量混合型是在车辆行驶过程中燃料电池只能提供整车功率需求的一部分，不足的部分还需要其它动力源(如辅助电池)来提供，如同4.4所示。能量混合型燃料电池汽车为了满足一定的性能指标，往往需要配备较大容量的蓄电池组，从而导致整车的自重增加、动力性变差、空间布置紧张。 （2）功率混合型 一、燃料电池电动汽车分类 3.根据燃料电池所提供的功率 功率混合型是燃料电池作为主动力源，蓄电池作为辅助动力源，如同4.5所示，车辆所需的功率主要由燃料电池提供，电池只是在燃料电池汽车启动、爬坡和加速时提供功率，在汽车制动时回收能量。随着燃料电池技术的不断成熟，燃料电池性能逐渐提高，燃料电池所提供的功率比例越来越大，这样就可以减少蓄电池的容量，从而减轻车重、提高动力性。 二、燃料电池电动汽车结构与工作原理 目前燃料电池电动汽车绝大多数采用的是混合式燃料电池驱动系统，如同4.6所示。将燃料电池与辅助动力源（蓄电池）相结合，燃料电池可以只满足持续功率需求，借助辅助动力源提供加速、爬坡等所需的峰值功率，而且在制动时可以将回馈的能量存储在辅助动力源中。 （1）底盘布置 二、燃料电池电动汽车结构与工作原理 1.燃料电池电动汽车结构 燃料电池电动汽车底盘与传统燃油汽车比，除了增加燃料电池动力总成，对汽车制动总成、前后悬架总成及轮胎等方面也应作相应的调整。特别是随着轮毂电机技术的发展, 使燃料电池汽车在电动机的放置有了新的选择, 增大了汽车内部空间。 （1）底盘布置 二、燃料电池电动汽车结构与工作原理 1.燃料电池电动汽车结构 燃料电池汽车的动力系统一般由质子交换膜燃料电池、蓄电池、电机和系统控制设备组成。燃料电池所生成的电能经过DC /DC 转换器、DC /AC逆变器等的变换, 带动电机的运转, 将电能转变为机械能, 为汽车提供动力，如同4.8所示。 （2）电子控制系统 二、燃料电池电动汽车结构与工作原理 1.燃料电池电动汽车结构 电子控制系统主要由电动机驱动子系统、能源子系统和辅助子系统组成，如同4.9所示。能源子系统中的峰值电源即为蓄电池。当汽车急加速时，对应于峰值功率指令，燃料电池系统与峰值电源两者同时向电动机供电，以增大驱动功率；在制动时，电动机运行于发电机状态，将部分制动能量变换为电能，并储存在峰值电源中；当负载