电动汽车构造与原理课件.pptVIP

NECAR 5 Ford P2000 FCEV面临的挑战 （1）大规模的氢气制备、储存、运输、罐装和安全的系统工程，亟待投入大量的资金、人力和物力； （2）提高车载氢气储存的能力，如车载氢气储存罐压力的增大、容量的增加，或采用高容量的储氢纳米材料，使FCEV的续驶里程延长(达到500km)； （3）现有的FCEV装备的改进，包括增加燃料电池发动机的功率，改进和实现燃料电池动力平台轻量化和小型化； 成本的降低，使高压氢气的储存罐价格降低，催化剂中的Pt的用量减少，或采用高性能催化剂和其他价廉材料的催化剂等新材料和新工艺，使FCEV的成本降低到内燃机车辆的水平。 早期的FCEV结构 燃料电池电动汽车 Fuel Fuel Cell Batteries Accessories Power conditioner AC/DC Drive motor Wheels Wheels FUEL CELL VEHICLE CONFIGURATION FCEV的总布置形式 FCEV是一种地面车辆 ，仍然保 留了车辆 的行驶系统 、悬挂系统 、转向系统和制动系统等 。 FCEV是以电力驱动为惟 一 的驱动模式 ，其电气化和自动化的程度大大高于内燃机汽车。 新研发的FCEV采用 了滑板式底盘，将FCEV的氢气储存 罐和供应系统 、燃料 电池发动机系统 、电能转换系统 、电机驱动系统 、转 向系统和制动系统等 ，统统装在一个滑板式 的底盘 中，在底盘上部可以布置不同用途 的车身和个性化造型的车身。采用多种现代技术 ，以计算机控制为核心和 电子控制 的“线传”系统 (Control-by-wire)，CAN总线 系统等使新型燃料 电池 电动车辆进入一个全新 的时代 。 FCEV类型 FCEV按主要燃 料种类可分为 ：① 以纯氢气为燃料 的FCEV；② 以甲醇改质后产生的氢气为燃料的FCEV。 FCEV按 “多电源 ”的配置不同可分为 ：①纯燃料电池FCEV； ②燃料电池与蓄电池混合电源 的FCEV；(燃料 电池与蓄 电池和超级电容器混合电源的FCEV。 FCEV的基本布置 FCEV采用的主要电源和辅助电源 FCEV对燃料电池性能的基本要求 FCEV对燃料电池性能基本要求有以下几方面： a．燃料 电池组 (堆)的比能量不低于 150～200Wh／kg， 比功率不低于300～400W ／kg。要求达超过美国先进电池联合体 (USABC)所提出的电池性能和使用寿命 的指标 。 b．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 。 c．各种结构件有足够的强度和可靠性，可以在负荷变化情况下正常运转 。并能够耐受FCEV行驶时的振动和冲击 d．FCEV除排放达到零污染的要求外，动力性能要求基本达到或接近内燃机汽车的动力性能的水平 ，性能稳定可靠 。 e．各种辅助技术装备的外形尺寸和辅助技术装备的质量应尽可能地减小，以符合FCEV的装车要求。 f．燃料充添方便、迅速、燃料电池能够方便地进行电极和催化剂的更换和修理。 g．所配置的辅助电源，应能满足提供起动 电能和储存制动反馈电能的要求。 不同燃料在FCEV上的总的能量转换效率 燃料电池发电系统 以氢为燃料的燃料电池发电系统 氢气供应 、管理和回收系统 气态氢的储存装置通常用高压储气瓶来装载 ，动汽车一次充气有足够的行驶里程 ，就需要多个高压储气瓶来储存气态氢气 。一般轿车需要24个高压储气瓶，大客车上需要5-10个高压储气瓶 。液态氢气虽然比能量高于气态氢，由于液态氢气是处于高压状态，不但需要用高压储气瓶储存，还要用低温保温装置来保持低温，低温 的保温装置是一套复杂的系统 。 氧气供应和管理系统 氧气的来源有从空气中获取氧气或从氧气罐中获取氧气 ，空气需要用压缩机来提高压力 ，以增加燃料 电池反应 的速度。在燃料 电池系统 中，配套压缩机的性能有特定的要求，压缩机质量和体积会增加燃料 电池发动机系统的质量、体积和成本，压缩机所消耗的功率会使燃料电池的效率降低。空气供应系统的各种阀、压力表 、流量表等 的接头要采取防泄漏措施。在空气供应系统中还要对空气进行加湿处理，保证空气有一定的湿度 。 水循环系统 燃料电池发动机在反应过程中将产生水和热量，在水循环系统中用冷凝器、气水分离器和水泵等对反应 生成的水和热量进行处理，其中一部分水可以用于空气的加湿。另外还需要装置一套冷却系统 ，以保证燃料电池的正常运作。 电力管理系统 燃料电池所产生的是直流电，需要经过DC／DC变换器进行调压，在采用交流电动机 的驱动系统中，还需要用逆变器将直流电转换为三相交流电。以氢气为燃料的燃料 电池发动机的各种外围装置的体积和质量约占燃料电池发动机总体积和质量的1／3～1／2。 5.