第四章電動(dòng)汽車的能量源

電動(dòng)汽車能量源的主要任務(wù)是提供驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電能，目前，電動(dòng)汽車的能量源主要有：可充電的電化學(xué)蓄電池（簡(jiǎn)稱為蓄電池）、燃料電池、超級(jí)電容器、超高速飛輪。其中蓄電池、超高速飛輪、超級(jí)電容為能量?jī)?chǔ)存裝置，而燃料電池為能量生成裝置。

§4.1蓄電池

§4.2燃料電池

§4.3超級(jí)電容

§4.4超高速飛輪

§

4.5能量源的混合運(yùn)用

4.1蓄電池

蓄電池是能量?jī)?chǔ)存裝置，按電能→化學(xué)能→電能→化學(xué)能的可逆變換過(guò)程來(lái)工作，能量轉(zhuǎn)換受到“活性物質(zhì)”的局限。蓄電池是目前以及近期電動(dòng)汽車能量源的主要選擇?？捎糜陔妱?dòng)汽車的蓄電池有：閥控鉛酸電池VRLA、鎳-鎘電池Ni-Cd、鎳-鋅電池Ni-Zn、鎳基電池Ni-MH、鋅空氣電池Zn/Air、鈉硫電池Na/S、鈉鎳氯化物電池Na/NiCl2

、鋰離子電池Li-Ion、鋰聚合物電池Li-Polymer。一、蓄電池的主要性能指標(biāo)1.電壓（V）電動(dòng)勢(shì)——電池正負(fù)極之間的電位差。開(kāi)路電壓——電池在開(kāi)路時(shí)的端電壓。額定電壓——電池在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的條件下工作時(shí)應(yīng)達(dá)到的電壓。工作電壓（負(fù)載電壓，放電電壓）——電池兩端接上負(fù)載后，在放電過(guò)程顯示的電壓，截止電壓——電池在規(guī)定條件下放電時(shí)，電池不宜再繼續(xù)放電的最低工作電壓。2.電池容量（Ah）實(shí)際容量——一定條件下能輸出的電量，即放電電流與放電時(shí)間的乘積。額定容量——按規(guī)定的放電條件應(yīng)該輸出的電量。

放電率——以一定的放電電流放完額定容量所需的小時(shí)數(shù)。等于額定容量/放電電流?？衫萌萘俊谶_(dá)到蓄電池截止工作電壓時(shí)的放電總?cè)萘?。在表示蓄電池的可利用容量時(shí)，一定要指出充/放電率。充電狀態(tài)（SOC）——剩余容量與總?cè)萘康陌俜直?。約定蓄電池電壓達(dá)到截止工作電壓時(shí)的放電深度DOD為100%。3.能量

可利用能量——在達(dá)到蓄電池截止工作電壓時(shí)的放電總能量。在表示蓄電池的可利用能量，一定要指出充/放電率。比能量（Wh/kg）——單位質(zhì)量的蓄電池所能輸出的能量。蓄電池的比能量影響電動(dòng)汽車的加速性能和續(xù)駛里程。能量密度（Wh/L）——單位體積的蓄電池所具有的能量。在表示蓄電池的比能量和能量密度時(shí)，一定要指出充/放電率。4.功率

比功率（W/kg）——單位質(zhì)量蓄電池所具有的輸出能量的速度。在表示比功率時(shí)，同時(shí)要指出放電深度DOD。蓄電池的比功率影響電動(dòng)汽車的的加速性能和爬坡性能。功率密度（W/L）——單位體積蓄電池所具有的輸出能量的速度。

5.其他

循環(huán)壽命——能量源失效前所允許的深放電次數(shù)。在表示循環(huán)壽命時(shí)，同時(shí)要指出放電深度DOD。能量源的工作效率——輸出能量與輸入能量的百分比，蓄電池的能量效率通常為55%-75%。電量效率是指蓄電池的放電Ah數(shù)與充電Ah數(shù)的百分比。通常為65%-90%。

USABC制定的電動(dòng)汽車用蓄電池的中、長(zhǎng)期性能指標(biāo)：二、目前可用于電動(dòng)汽車的蓄電池有鉛酸電池：閥控鉛酸電池VRLA鎳氫電池（Ni-MH）、鎳-鎘電池Ni-Cd、鎳-鋅電池Ni-Zn金屬空氣電池：鋅空氣電池Zn-Air、鋁空氣電池Al-Air鈉β電池：鈉硫電池Na-S、鈉氯化鎳電池Na-NiCl2常溫鋰電池：鋰離子電池Li-Ion、鋰聚合物電池Li-Polymer1.鉛酸電池工作原理：充放電過(guò)程是活性物質(zhì)可逆進(jìn)行的化學(xué)變化過(guò)程。正極（放電）負(fù)極

正極（充電）負(fù)極鉛酸電池的基本單元是單體電池，每個(gè)單體電池都是由正、負(fù)極板和裝在正負(fù)極板間的隔板組成。每個(gè)單體電池的基本電壓為2V，將不同容量的單體電池按要求進(jìn)行組合，得到不同容量和不同電壓的鉛酸蓄電池，汽車用有6V和12V。

閥控鉛酸電池VRLA是普通鉛酸蓄電池的改進(jìn)，正負(fù)極板用鉛鈣錫合金鑄成，可以減少氫氣析出，在格柵合金中加入少量的錫和將格柵板用較薄平板來(lái)制造，可以提高閥控鉛酸電池的能量，使閥控鉛酸電池的比能量達(dá)到22.5-44Wh/kg，比功率達(dá)到200W/kg，使用壽命達(dá)到600次以上。

鉛酸蓄電池的特性：鉛酸蓄電池的電動(dòng)勢(shì)和開(kāi)路電壓與電解液的濃度有關(guān)，隨著電解液的濃度下降，電動(dòng)勢(shì)和開(kāi)路電壓也下降。因此，可以用測(cè)電解液的濃度來(lái)了解鉛酸蓄電池的電動(dòng)勢(shì)和開(kāi)路電壓。2.鎳-鎘電池Ni-Cd

鎳-鎘電池為堿性電池。工作原理：以羥基氫氧化鎳為正極，金屬鎘為負(fù)極，水溶性氫氧化鉀溶液為電解質(zhì)，在充放電過(guò)程中，電解液基本上不會(huì)被消耗。為了提高壽命和改善高溫性能，，通常在電解質(zhì)中加入氧化鋰。正極（放電）負(fù)極

正極（充電）負(fù)極

鎳-鎘電池的每個(gè)單體電池都是由正、負(fù)極板和裝在正負(fù)極板間的隔板組成。每個(gè)單體電池的基本電壓為1.2V，將不同容量的單體電池按要求進(jìn)行組合裝在塑料外殼中，得到不同容量和不同電壓的鎳-鎘電池。鎳-鎘電池的比能量達(dá)到55Wh/kg，比功率達(dá)到225W/kg，使用壽命達(dá)到2000次以上，可以快速充電，15min可恢復(fù)50%的容量，1h可恢復(fù)100%的容量，一般完全充電需要6h。深放電達(dá)到100%，自放電率低于0.5%/天，可以在-40-80°C下正常工作。成本為鉛酸電池的4-5倍。鎘為有害金屬，必須回收。3.鎳-氫電池Ni-MH

鎳-氫電池為堿性電池。工作原理：以活性物質(zhì)氫氧化鎳為正極，儲(chǔ)氫合金為負(fù)極，水溶性氫氧化鉀溶液為電解質(zhì)，正極（放電）負(fù)極

正極（充電）負(fù)極

鎳-氫電池的每個(gè)單體電池都是由正、負(fù)極板和裝在正負(fù)極板間的隔板組成。每個(gè)單體電池的基本電壓為1.2V，將不同容量的單體電池按要求進(jìn)行組合裝在塑料外殼中，得到不同容量和不同電壓的鎳-氫電池。鎳-氫電池的比能量達(dá)到75-80Wh/kg，比功率達(dá)到160-230W/kg，使用壽命達(dá)到6000次或7年，可以快速充電，18min可恢復(fù)40%-80%的容量，一次充電后行駛里程長(zhǎng)。起動(dòng)加速性好，無(wú)污染，可以在-28-80°C下正常工作。成本600-800美元/kWh。高溫時(shí)自放電率損耗較大。4.鈉硫電池Na-S

工作原理：以活性物質(zhì)金屬鈉為負(fù)極，熔融的硫?yàn)檎龢O活性物質(zhì)，三氧化鋁和少量的氧化鈉形成陶瓷固態(tài)電解質(zhì)，要保持300-350°C高溫才能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)正極放電負(fù)極

充電

鈉硫電池的每個(gè)單體電池用小型鋼筒制造，內(nèi)部裝15g金屬鈉，其余為硫和電解質(zhì)。每個(gè)單體電池的基本電壓為2.0V，將多個(gè)單體電池裝在有隔熱層的電池盒中，電池盒下部墊有矽砂子。鈉硫電池在充電前要用電加熱方法加溫到300-350°C，使硫完全融化后再充電，過(guò)程復(fù)雜。在使用過(guò)程中，化學(xué)反應(yīng)過(guò)程產(chǎn)生大量的熱，溫度可以達(dá)到300°C，使鈉硫電池能正常工作。溫度達(dá)到400°C，液態(tài)硫沸騰，電池壓力突然升高，很危險(xiǎn)。5.鈉氯化鎳電池Na-NiCl2

鈉氯化鎳電池是一種新型的高能電池，簡(jiǎn)稱Zebra電池。鈉氯化鎳電池的表達(dá)式為Na/β″-Al2O3/NaAlCl4/MCl2

工作原理：鈉氯化鎳電池正極MCl2中的M為Ni、Fe、Ca、Cr、Mn、Cu等一系列的過(guò)渡金屬的氯化物，其中NiCl2的效果最佳。負(fù)極的活性物質(zhì)為液態(tài)金屬鈉。正負(fù)極活性物質(zhì)被一種只允許Na+遷移的β″-Al2O3固體電解質(zhì)陶瓷管分隔，在正極處添加有NaAlCl4熔鹽作為第二電解質(zhì)在正負(fù)極之間來(lái)傳導(dǎo)鈉離子。放電時(shí)，固態(tài)鈉氯化鎳轉(zhuǎn)化為鎳金屬和氯化鈉晶體，充電時(shí)則相反。

鈉氯化鎳電池的關(guān)鍵技術(shù)是β″-Al2O3固體電解質(zhì)陶瓷管的形狀。十字型的形狀增加了接觸面積，在電流密度增加時(shí)不會(huì)引起電池內(nèi)阻的升高。在正極添加某些添加劑，還可以增加電池的峰值功率。鈉氯化鎳電池的比能量高，理論上可以達(dá)到700Wh/kg，目前已經(jīng)達(dá)到100Wh/kg，能量轉(zhuǎn)換效率高，沒(méi)有自放電，耐過(guò)充和過(guò)放，使用壽命達(dá)到1000次以上，可以在-40-70°C下正常工作，在受到振動(dòng)和沖擊時(shí)不會(huì)燃燒或爆炸。單體電池的額定電壓為2.5V。6.鋰離子電池Li-Ion

工作原理：鋰離子電池的正極主要采用LiMnO2、LiNiO2、LiCoO2等鋰的化合物制造。鋰離子電池的負(fù)極則采用天然石墨、人造石墨和層狀石墨的鋰碳化物L(fēng)iC6等碳材料制造。在充放電過(guò)程中，鋰離子通過(guò)電解質(zhì)游離于正負(fù)極之間，進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)。聚合物電解質(zhì)與隔膜構(gòu)成一體稱為聚合物電解質(zhì)膜，聚合物電解質(zhì)膜和電極的厚度應(yīng)小于100μm。

鋰離子電池的比能量高達(dá)100-120Wh/kg，比功率高達(dá)1500W/kg。循環(huán)壽命達(dá)到1000次以上，單體電池的額定電壓達(dá)到3.6-4V。充放電效率高，沒(méi)有記憶效應(yīng)，安全性高，環(huán)保性好?？焖俪浞烹娦阅懿?，過(guò)充會(huì)引起爆炸。7.鋰聚合物電池Li-Polymer

工作原理：鋰聚合物電池采用鋰合金作正極。采用高分子導(dǎo)電材料、聚乙炔、聚苯胺或聚對(duì)苯酚等作負(fù)極，有機(jī)溶劑作為電解質(zhì)鋰聚合物電池由五層薄膜組成，總厚度不超過(guò)0.1mm，第一層用金屬箔坐集電極，第二層為負(fù)極，第三層為固體電解質(zhì)，第四層用金屬鋰箔作正極，第五層為絕緣層。

鋰聚合物電池的電解質(zhì)為柔性固體聚合物，在出現(xiàn)故障時(shí)不會(huì)溢出造成污染。美國(guó)3M公司和加拿大Hydro-Quebec公司的鋰聚合物電池單體電池額定電壓為3V，比能量達(dá)到155Wh/kg，比功率達(dá)到315W/kg，循環(huán)壽命600次?？焖俪浞烹娦阅苄柽M(jìn)一步提高。8.鋅空氣電池Zn-Air

工作原理：鋅空氣電池采用鋅作正極。采用氧作負(fù)極，用氫氧化鉀作為電解質(zhì)。正極（放電）負(fù)極

車載鋅空氣電池組包括空氣流通保障系統(tǒng)和熱管理系統(tǒng)?？諝饬魍ūＵ舷到y(tǒng)調(diào)節(jié)進(jìn)入電池負(fù)極的空氣量，當(dāng)不使用時(shí)，自動(dòng)切斷空氣。用更換鋅板或鋅粒和電解質(zhì)的“機(jī)械式”充電模式，僅需要3min即可完成全過(guò)程。比能量高，理論上可以達(dá)到1350Wh/kg，目前已經(jīng)達(dá)到180-230Wh/kg，能量密度達(dá)230Wh/L，成組的鋅空氣電池沒(méi)有其他電池充電和放電的不一致性，可以在-20-80°C下正常工作，允許深度放電，可以實(shí)現(xiàn)完全密封免維護(hù)，鋅可以回收利用，并且制造成本低。能量釋放速度慢，采用通常的充電方法時(shí)間長(zhǎng)。9.鋁空氣電池Al-Air

工作原理：鋁空氣電池采用高純度鋁作正極。采用氧作負(fù)極，用氫氧化鉀和氫氧化鈉的水溶液作為電解質(zhì)。放電時(shí)，鋁與空氣中的氧發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成氧化鋁。正極（放電）負(fù)極

比能量高，理論上可以達(dá)到8100Wh/kg，目前已經(jīng)達(dá)到350Wh/kg，是鉛酸電池的7-8倍，鎳-氫.電池的5.8倍，鋰電池的2.3倍。質(zhì)量輕，生產(chǎn)成本低，可以回收利用，無(wú)污染，采用更換鋁電極的方法，可以可以解決充電較慢的問(wèn)題。比功率較低，充電和放電速度慢，自放電率大，要采用熱管理系統(tǒng)防止工作時(shí)過(guò)熱。目前電動(dòng)汽車用蓄電池的性能參數(shù)：目前電動(dòng)汽車用蓄電池的主要特點(diǎn)：4.2燃料電池

燃料電池作為電化學(xué)裝置，把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。同普通電池比，燃料電池有顯著的優(yōu)點(diǎn)：燃料電池電動(dòng)汽車可達(dá)到與燃油汽車一樣的續(xù)駛里程；燃料補(bǔ)充時(shí)間短、燃料易獲得、工作持久可靠、產(chǎn)生的剩余能量可以再利用、效率高達(dá)34%-40%，排放低或零排放、工作安靜。

燃料電池由三部分組成，即正極C、負(fù)極A和電解液E。負(fù)極（燃料電極）為燃料和電解液提供了一個(gè)接觸面，在催化劑作用下發(fā)生氧化反應(yīng)，并輸出電子到外電路。另一方面，正極（氧氣電極）為氧氣和電解液提供了一個(gè)接觸面，在催化劑作用下發(fā)生還原反應(yīng)，并從外電路接受電子。一、工作原理負(fù)極正極

磷酸燃料電池PAFC

堿性燃料電池AFC

熔態(tài)碳酸鹽燃料電池MCFC

固態(tài)氧化物燃料電池SOFC

固態(tài)聚合燃料電池SPFC，又稱質(zhì)子交換膜燃料電池PEMFC

直接甲醇燃料電池DMFC

二、燃料電池的種類1.磷酸燃料電池PAFC

磷酸燃料電池由燃料電極、隔板、隔膜、氧電極和冷卻板組成。在燃料電極處采用鉑、多孔石墨0.25mg/cm2為催化劑，在氧電極處也采用鉑、多孔石墨0.5mg/cm2為催化劑。催化劑的基底裝在碳化硅的容器中，在容器中灌入100%的磷酸為電解質(zhì)。氧電極和燃料電極的外側(cè)為石墨復(fù)合材料的多孔質(zhì)夾層，供燃料或氧氣在其中流動(dòng)。通常磷酸燃料電池是用甲醇經(jīng)過(guò)重整處理轉(zhuǎn)化的H2為燃料，H2不斷的輸入到燃料電極石墨多孔質(zhì)燃料夾層中，約80%以上分解后的H+經(jīng)過(guò)多孔質(zhì)催化劑層和只能通過(guò)H+的高分子電解質(zhì)膜，移動(dòng)到氧電極處與O2發(fā)生氧化反應(yīng)。在氧電極處，經(jīng)過(guò)過(guò)濾的氧氣或空氣，進(jìn)入氧電極石墨多孔質(zhì)空氣夾層中，使得磷酸燃料電池能夠不斷的產(chǎn)生電能。燃料電極（負(fù)極）氧電極（正極）

磷酸燃料電池在180-220°C工作時(shí)，性能穩(wěn)定，能自行排水。能耐受CO，不能耐受S，余熱可以用于電池內(nèi)部加壓和重整。用鉑作為催化劑，成本高。氧電極極化大，消耗大，對(duì)燃料氣體的質(zhì)量要求高。2.堿性燃料電池AFC

堿性燃料電池以吸附KOH的石棉膜為電解質(zhì)。在燃料電極處采用多孔鎳或鉑、鈀為催化劑，在氧電極處用多孔銀或金屬氧化物、尖石晶為催化劑。催化劑的基底裝在碳化硅的容器中，在容器中灌入100%的磷酸為電解質(zhì)。氧電極和燃料電極的外側(cè)為石墨復(fù)合材料的多孔質(zhì)夾層，供燃料或氧氣在其中流動(dòng)。

燃料電極（負(fù)極）氧電極（正極）

堿性燃料電池需要以純氫為燃料，因?yàn)镃會(huì)生成CO和CO2，CO會(huì)引起催化劑中毒，使燃料電池效率降低或完全損壞，會(huì)與堿性溶液生成碳酸鹽，工作溫度低50-200°C

，余熱利用率低?？梢杂梅琴F重金屬作為催化劑。氧電極極化小。3.熔態(tài)碳酸鹽燃料電池MCFC

熔態(tài)碳酸鹽燃料電池以Li2CO3和K2CO3混合物為電解質(zhì)。在燃料電極處采用多孔鎳為催化劑，在氧電極處采用摻鋰和氧化鎳為催化劑?；瘜W(xué)反應(yīng)溫度為600-700°C

。

燃料電極（負(fù)極）氧電極（正極）

熔態(tài)碳酸鹽燃料電池可以用非貴重金屬作為催化劑。能夠耐受CO和CO2，可以采用富氫燃料，余熱溫度高，可以充分利用。以Li2CO3和K2CO3混合物為電解質(zhì)，會(huì)燒損或脆裂，降低了電池的壽命。在整個(gè)化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中，CO2要循環(huán)使用，從燃料電極排出的CO2要經(jīng)過(guò)除H2后按一定比例與空氣混合后送入氧電極，增加了電池的結(jié)構(gòu)和控制的復(fù)雜性。

4.固態(tài)氧化物燃料電池SOFC

固態(tài)氧化物燃料電池以氧化釔為穩(wěn)定劑的氧化鎬固體氧化物作為電解質(zhì)。在燃料電極處采用Ni+YZrO2固體氧化物為催化劑，在氧電極處采用Sr0.1La0.9MnO3固體氧化物為催化劑?；瘜W(xué)反應(yīng)溫度為800-1000°C

。

燃料電極（負(fù)極）氧電極（正極）

固態(tài)氧化物燃料燃料面廣，可以用煤作為燃料。高溫條件下可以不用催化劑就發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。固體氧化物催化劑對(duì)電池的結(jié)構(gòu)材料沒(méi)有腐蝕?？梢詫?shí)現(xiàn)內(nèi)部重整。余熱可以用來(lái)加熱空氣和甲醇等燃料。全固態(tài)固體氧化物材料制取困難，制作工藝復(fù)雜。由于工作溫度高，需要采用隔熱措施，熱效率較熔態(tài)碳酸鹽燃料電池低。5.固態(tài)聚合燃料電池SPFC，又稱質(zhì)子交換膜燃料電池PEMFC

質(zhì)子交換膜是質(zhì)子交換膜燃料電池的核心。質(zhì)子交換膜采用氟黃酸質(zhì)子交換膜，他具有電解質(zhì)、電極活性物質(zhì)的基底和能夠選擇透過(guò)離子的功能。質(zhì)子交換膜燃料電池采用兩個(gè)碳電極和質(zhì)子交換膜，在電極內(nèi)浸入氟黃酸并與質(zhì)子交換膜壓合。在電極之間為催化劑層和電解質(zhì)。輸送到多孔質(zhì)燃料夾層中的H2，擴(kuò)散到多孔負(fù)極板中，在催化劑的作用下轉(zhuǎn)化為電子和H+，H+通過(guò)質(zhì)子交換膜到達(dá)正極，與正極多孔質(zhì)空氣夾層中的O2發(fā)生氧化作用，轉(zhuǎn)化為電能和水。

燃料電極（負(fù)極）氧電極（正極）

質(zhì)子交換膜燃料電池，要用貴重金屬鉑作催化劑，燃料氣體中的CO會(huì)使鉑出現(xiàn)中毒現(xiàn)象，使電池失效。質(zhì)子交換膜燃料電池的比能量高達(dá)200Wh/kg，單體電池電壓1V，有利于降低電動(dòng)汽車的整備質(zhì)量和使用費(fèi)用。采用固體電解質(zhì)，沒(méi)有腐蝕，安全耐用、工藝性好，可以打開(kāi)電池修理。在常溫下容易快速起動(dòng)和關(guān)閉。6.直接甲醇燃料電池DMFC

直接甲醇燃料電池在燃料電極和氧電極都使用了鉑或鉑合金作為催化劑，電解液采用酸性硫酸基三氟甲烷或質(zhì)子交換膜。

燃料電極（負(fù)極）氧電極（正極）

甲醇為簡(jiǎn)單的有機(jī)液體燃料，來(lái)源豐富，生產(chǎn)成本低，容易儲(chǔ)存、運(yùn)輸。直接甲醇燃料電池，工作溫度為50-100°C，預(yù)期壽命10000h，但功率密度低，只有0.04-0.23W/cm2，成本高達(dá)200美元/kW。技術(shù)還不成熟。三、燃料電池的性能MCFC和SOFC工作溫度過(guò)高，難于在電動(dòng)汽車上應(yīng)用：DMFC技術(shù)還不成熟，功率密度太低；PAFC、AFC和SPFC可在電動(dòng)汽車上應(yīng)用，但PAFC相對(duì)于AFC的工作范圍和成本高，不具有吸引力；SPFC電池功率密度高、使用壽命長(zhǎng)、工作溫度低、預(yù)期成本低，比AFC優(yōu)越。燃料電池的燃料有氫氣、一氧化碳、甲醇等。其理論能量為：四、燃料電池系統(tǒng)以氫為燃料的燃料電池系統(tǒng)以甲醇為燃料的燃料電池系統(tǒng)

重整技術(shù)和重整器是使甲醇、天然氣等碳?xì)浠衔镛D(zhuǎn)化為氫氣的關(guān)鍵技術(shù)和關(guān)鍵設(shè)備。不同的燃料重整時(shí)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)和工藝過(guò)程都不同，即使同一燃料，采用不同的重整方法時(shí)，重整時(shí)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)和工藝過(guò)程也不同。甲醇就有蒸汽重整法、局部氧化重整法和廢氣重整法五、重整技術(shù)和重整器甲醇蒸汽重整法的化學(xué)反應(yīng)①621°C

高溫下的吸熱分解反應(yīng)②200°C左右高溫下的輕微放熱轉(zhuǎn)化反應(yīng)③總的化學(xué)反應(yīng)沒(méi)有發(fā)生氧化反應(yīng)的H2和CO輸送到燃燒器中燃燒加熱蒸發(fā)器，同時(shí)利用廢熱保持蒸汽重整器的高溫。

重整器中部為蒸發(fā)器總成，由燃燒器、加熱器和蒸發(fā)器三部分組成，燃料氣體與空氣混合后，在燃燒器中燃燒，在加熱器中加熱甲醇和純水的混合物，在蒸發(fā)器中汽化為甲醇和水的混合氣，然后進(jìn)入重整器的外腔，在催化劑的作用下轉(zhuǎn)化為H2和CO2，H2經(jīng)過(guò)CO處理器輸送到燃料電池中，CO2作為廢氣排出。甲醇蒸汽重整法的重整器

重整器的起動(dòng)和動(dòng)態(tài)響應(yīng)慢，將原料加熱到250°C需要8分鐘，將重整器起動(dòng)后的H2中CO的濃度降低到0.001%需要2-4分鐘。4.3超級(jí)電容

在正常行駛時(shí)，電動(dòng)汽車所需的平均功率相當(dāng)?shù)?，而加速和爬坡時(shí)的峰值功率相當(dāng)。高性能的電動(dòng)汽車的峰值功率與平均功率的比值可達(dá)到16：1，但目前蓄電池很難在一套能源系統(tǒng)上同時(shí)追求高比能量、高比功率和長(zhǎng)壽命，這使得電動(dòng)汽車?yán)m(xù)駛里程與加速爬坡性能之間存在矛盾。為解決這一矛盾，可以采用兩套能源系統(tǒng)，其中主能源提供最佳的續(xù)駛里程，而由輔助能源在加速和爬坡時(shí)提供短時(shí)的輔助動(dòng)力。選用超級(jí)電容作輔助能源已引起廣泛關(guān)注。1.超級(jí)電容的特點(diǎn)：比能量極低，不能單獨(dú)用作電動(dòng)汽車的能量源；負(fù)載均衡，使電池的放電電流減少，從而使電池的可利用能量、使用壽命顯著提高；可迅速高效地回收再生制動(dòng)能量。2.超級(jí)電容的設(shè)計(jì)

如果電動(dòng)汽車采用蓄電池和超級(jí)電容作為混合動(dòng)力源，則蓄電池的輸出功率應(yīng)與汽車的平均行駛功率需求相當(dāng)，而超級(jí)電容輸出的功率應(yīng)高于平均行駛功率，并可回收再生制動(dòng)能量。

當(dāng)汽車的實(shí)際行駛功率需求高于超級(jí)電容的最大功率時(shí)，多余部分由蓄電池提供。超級(jí)電容由再生制動(dòng)能量為其充電，如果沒(méi)有充足電，剩余部分由蓄電池