新能源汽车概论 第2版 项目五 燃料电池汽车的认知.ppt

项目五燃料电池汽车的认知学习目标理解燃料电池汽车的基本概念，熟悉燃料电池的工作原理了解燃料电池的类型了解燃料电池汽车的优缺点通过典型车型，了解燃料电池汽车技术发展过程与趋势学习任务描述燃料电池也是电池，那么燃料电池汽车与纯电动汽车的区别是什么？燃料电池作为汽车的动力来源，它是如何工作的？学习课题一.燃料电池汽车基础知识二.燃料电池汽车的工作原理与结构三.燃料电池汽车的实例引导问题1：什么是燃料电池汽车？燃料电池汽车是指以氢气、甲醇等为燃料，通过化学反应产生电流，依靠电机驱动的汽车。其核心部件是燃料电池，燃料电池是一种能够持续的通过发生在阳极和阴极的氧化还原反应将化学能转化为电能的能量转换装置。燃料电池与常规电池的区别在于，它工作时需要连续不断地向电池内输入燃料和氧化剂，只要持续供应，燃料电池就会不断提供电能。燃料电池电动汽车实质上是电动汽车的一种，在车身、动力传动系统、控制系统等方面，燃料电池电动汽车与普通电动汽车基本相同，主要区别在于动力电池的工作原理不同。引导问题2：燃料电池汽车有哪些优缺点？与传统汽车相比，燃料电池汽车具有以下优点：1）燃料电池的能量转换效率极高。2）零排放或近似零排放。3）车辆性能接近内燃机汽车。4）结构简单、运行平稳?燃料电池与内燃机效率对比引导问题2：燃料电池汽车有哪些优缺点？虽然氢燃料电池汽车在环保方面有很大的优势，但是它还处于发展的初级阶段。如限制其发展的主要因素有：1）生产成本高目前，不论是液态氢、气态氢、储氢金属储存的氢，还有碳水化合物经过重整后转换的氢是燃料电池的唯一燃料。氢气的产生、储存、保管、运输和灌装或重整，都比较复杂，对安全性要求很高。燃料电池的燃料的生产、运输、储存等成本较高。2）使用配套不足由于氢燃料的生产、储存、运输等都存在一定的安全隐患，因此加氢站等基础网络设施建设相对落后，这制约着燃料电池汽车的推广。3）需要配备辅助电池系统?燃料电池可以持续发电，但不能充电和回收再生制动的反馈能量。通常在燃料电池汽车上须增加辅助电池，来储存燃料电池富裕的电能和在燃料电池汽车减速时接受再生制动时的能量。引导问题3：燃料电池的基本原理？燃料电池的组成及其反应特征燃料电池由阳极、阴极和离子导电的电解质构成，其工作原理与普通电化学电池类似，燃料在阳极氧化，氧化剂在阴极还原，电子从阳极通过负载流向阴极构成电回路，产生电流。燃料电池的基本组成有：电极、电解质、燃料和催化剂。二个电极被一个位于它们之间的、携带有充电电荷的固态或液态电解质分开。在电极上，催化剂常用来加速电化学反应。引导问题4：燃料电池有哪些类型？根据不同分类形式，燃料电池可分为多种：1按电解质类型分类常分为：碱性燃料电池（AlkalineFuelCell，AFC）、磷酸燃料电池（PhosphoricAcidFuelCell，PAFC）、熔融碳酸盐燃料电池（MoltenCarbonateFuelCell，MCFC）、固体氧化物燃料电池（SolidOxideFuelCell，SOFC）、质子交换膜燃料电池（ProtonExchangeMembrane，PEMFC）以及甲醇燃料电池等。2按燃料电池发展分类把磷酸燃料电池称为第一代燃料电池，把熔融碳酸盐燃料电池称为第二代燃料电池，把固体氧化物燃料电池称为第三代燃料电池。这些电池均需用可燃气体作为其发电用的燃料。3按燃料电池工作温度分类把碱性燃料电池、固体高分子型质子膜燃料电池和磷酸型燃料电池称为低温燃料电池；把熔融碳酸盐型燃料电池和固体氧化型燃料电池称为高温燃料电池，并且高温燃料电池又被称为面向高质量排气而进行联合开发的燃料电池。学习课题一.燃料电池汽车基础知识二.燃料电池汽车的工作原理与结构三.燃料电池汽车的实例引导问题1：燃料电池汽车有哪些结构类型？燃料电池汽车的结构多种多样，通常按动力源的组成进行分类。燃料电池汽车的动力源通常包括燃料电池系统（FuelCell）、蓄电池（Battery）、超级电容（Capacitor）。①纯燃料电池驱动（PureFuelCell，PFC）的燃料电池电动汽车；PFC汽车结构原理图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。但由于燃料电池无法实现充电，因此无法实现电动汽车的制动能量回收。引导问题1：燃料电池汽车有哪些结构类型？②燃料电池与辅助蓄电池联合驱动（FC+B）的FCEV；在该动力系统结构中，燃料电池和蓄电池一起为驱动电机提供能量，驱动电机将电能转化成机械能传给传动系，从而驱动汽车前进；在汽车制动时，驱动电机变成发电机