燃料电池电动汽车的基本组成和结构 (2).ppt

4、整体结构与设计第31页，共59页，星期日，2025年，2月5日混合动力燃料电池大客车原理第32页，共59页，星期日，2025年，2月5日电动车控制器第33页，共59页，星期日，2025年，2月5日第34页，共59页，星期日，2025年，2月5日系统构型上海神力燃料电池130kW双向DCDC放电：50kW充电：20kW镍氢或锂离子电池80~100Ah200～250V驱动电机额定100kW最大180kW目标样车第35页，共59页，星期日，2025年，2月5日丰田燃料电池车市客车FCHV第36页，共59页，星期日，2025年，2月5日戴姆勒-克莱斯勒燃料电池城市客车第37页，共59页，星期日，2025年，2月5日燃料电池轿车第38页，共59页，星期日，2025年，2月5日三、燃料电池车的关键问题1、经济性节省耗氢，匹配优化2、安全性技术难点：耗氢估计第39页，共59页，星期日，2025年，2月5日氢安全电安全结构安全高电压·大电流人体触电防护电磁波对周边影响氢泄漏·滞留氢易燃易爆性氢脆性高压储氢系统的碰撞保护高压电系统的碰撞保护轻量化带来的结构强度问题第40页，共59页，星期日，2025年，2月5日第41页，共59页，星期日，2025年，2月5日第42页，共59页，星期日，2025年，2月5日关于燃料电池电动汽车的基本组成和结构(2)第1页，共59页，星期日，2025年，2月5日一、概述1、燃料电池介绍燃料电池（FuelCell）是一种将持续供给的燃料和氧化剂中的化学能连续不断的转化成电能的化学装置。车用两种：质子交换膜燃料电池、直接甲醇燃料电池2002年1月9日，美国能源部宣布新的汽车研究项目，FreedomCAR项目，长期目标是实现高效、价廉、无污染：研究先进、高效的燃料电池技术，用氢燃料作动力，不产生任何污染。该项目继续对电动汽车进行专项研究，但是重点是发展氢燃料电池电动汽车。第2页，共59页，星期日，2025年，2月5日阳极：阴极：电池总反应：质子交换膜燃料电池单体主要由膜电极（阳极、阴极）、质子交换膜和集流板组成。其具体反应步骤为：经增湿后的H2和O2分别进入阳极室和阴极室，经电极扩散层扩散到达催化层和质子交换膜的界面，分别在催化剂作用下发生氧化和还原反应：第3页，共59页，星期日，2025年，2月5日质子交换膜燃料电池的反应原理阳极反应生成的质子（H+）通过质子交换膜传导到达阴极，阳极反应产生的电子通过外电路到达阴极。生成的水以水蒸汽或冷凝水的形式由过剩的阴极反应气体从阴极室排出。第4页，共59页，星期日，2025年，2月5日燃料电池的优势：（1）效率高，燃料电池的化学反应不受卡诺循环的限制，理论上能量效率可接近80％，实际效率已达50～70%。（2）清洁无污染。（3）效率随输出功率变化的特性好，燃料电池的效率在额定功率附近可达60％，部分功率下运行时效率会高于额定功率下的效率，可达约70%，过载功率下运行时效率略低于额定功率的效率，可达50～55％。燃料电池的效率随输出功率变化的特性比内燃机更适合于汽车的实际运行。（4）过载能力强，燃料电池的短时过载能力可达200％的额定功率，更适合于汽车的加速、爬坡等工况。（5）设计方便性（6）低噪音第5页，共59页，星期日，2025年，2月5日第6页，共59页，星期日，2025年，2月5日燃料电池的不足：1、压缩氢气存储空间问题。2、存储的安全性及系统效率。3、氢燃料的供给设施第7页，共59页，星期日，2025年，2月5日甲醇经过重整,重整产物为氢气、碳氧化物。甲醇在重整器中发生的反应如下：第8页，共59页，星期日，2025年，2月5日燃料电池大客车2、燃料电池车示例第9页，共59页，星期日，2025年，2月5日FuelCellBusofDaimler-Chrysler第10页，共59页，星期日，2025年，2月5日第11页，共59页，星期日，2025年，2月5日第12页，共59页，星期日，2025年，2月5日外形尺寸(mm):11,070?2,490?3,420满载总质量(kg)：15,000载客数（人）：50最高车速(km/h)：70最大爬坡度：≥15%加速性能(0?50km/h)：?30s续驶里程(km)：≥200(40km/h匀速，储氢瓶压力15MPa)燃料电池城市客车设计参数第13页，共59页，星期日，2025年，2月5日ChineseNationalFCBDemonstra