項(xiàng)目六

燃料電池電動(dòng)汽車(chē)

6.3.1燃料電池電動(dòng)汽車(chē)的類(lèi)型6.3.2燃料電池電動(dòng)汽車(chē)的結(jié)構(gòu)原理6.3.3燃料電池電動(dòng)汽車(chē)的特點(diǎn)6.3.4燃料電池電動(dòng)汽車(chē)車(chē)型實(shí)例

第1

頁(yè)6.3.1燃料電池電動(dòng)汽車(chē)的類(lèi)型1．純?nèi)剂想姵仳?qū)動(dòng)的FCEV純?nèi)剂想姵仉妱?dòng)汽車(chē)只有燃料電池一個(gè)動(dòng)力源，汽車(chē)的所有功率負(fù)荷都由燃料電池承擔(dān)。

第2

頁(yè)6.3.1燃料電池電動(dòng)汽車(chē)的類(lèi)型2．燃料電池與輔助蓄電池聯(lián)合驅(qū)動(dòng)(FC+B)的FCEV

第3

頁(yè)6.3.1燃料電池電動(dòng)汽車(chē)的類(lèi)型3．燃料電池與超級(jí)電容聯(lián)合驅(qū)動(dòng)(FC+C)的FCEV這種結(jié)構(gòu)形式與燃料電池+蓄電池結(jié)構(gòu)相似，只是把蓄電池?fù)Q成超級(jí)電容。相對(duì)于蓄電池，超級(jí)電容充放電效率高，能量損失小，比蓄電池功率密度大，在回收制動(dòng)能量方面比蓄電池有優(yōu)勢(shì)，循環(huán)壽命長(zhǎng)，但是超級(jí)電容的能量密度較小。隨著超級(jí)電容技術(shù)的不斷進(jìn)步，這種結(jié)構(gòu)將成為一種新的重要研究方向。

第4

頁(yè)6.3.1燃料電池電動(dòng)汽車(chē)的類(lèi)型4．燃料電池與輔助蓄電池和超級(jí)電容聯(lián)合驅(qū)動(dòng)(FC+B+C)的FCEV

第5

頁(yè)6.3.2燃料電池電動(dòng)汽車(chē)的結(jié)構(gòu)原理

第6

頁(yè)6.3.2燃料電池電動(dòng)汽車(chē)的結(jié)構(gòu)原理燃料電池電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力系統(tǒng)主要由燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)、輔助動(dòng)力源、DC/DC變換器、DC/AC逆變器、電動(dòng)機(jī)和動(dòng)力電控系統(tǒng)等組成。1.燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)在FCEV所采用的燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)中，為保證PEMFC組的正常工作，除以PEMFC組為核心外，還裝有氫氣供給系統(tǒng)、氧氣供給系統(tǒng)、氣體加濕系統(tǒng)、反應(yīng)生成物的處理系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)和電能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)等。只有這些輔助系統(tǒng)匹配恰當(dāng)和正常運(yùn)轉(zhuǎn)，才能保證燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

第7

頁(yè)6.3.2燃料電池電動(dòng)汽車(chē)的結(jié)構(gòu)原理以氫為燃料的燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)

第8

頁(yè)6.3.2燃料電池電動(dòng)汽車(chē)的結(jié)構(gòu)原理以氫氣為燃料的FCEV的總布置基本結(jié)構(gòu)模型

第9

頁(yè)6.3.2燃料電池電動(dòng)汽車(chē)的結(jié)構(gòu)原理2.輔助動(dòng)力源在FCEV上燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)是主要電源，另外還配備有輔助動(dòng)力源。根據(jù)FCEV的設(shè)計(jì)方案不同，其所采用的輔助動(dòng)力源也有所不同，可以用蓄電池組、飛輪儲(chǔ)能器或超大容量電容器等共同組成雙電源系統(tǒng)。3.DC/DC變換器FCEV的燃料電池需要裝置單向DC/DC變換器，蓄電池和超級(jí)電容器需要裝置雙向DC/DC變換器。

第10

頁(yè)6.3.2燃料電池電動(dòng)汽車(chē)的結(jié)構(gòu)原理4.驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)燃料電池電動(dòng)汽車(chē)用的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)主要有直流電動(dòng)機(jī)、交流電動(dòng)機(jī)、永磁電動(dòng)機(jī)和開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)等。燃料電池汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的選型必須結(jié)合整車(chē)開(kāi)發(fā)目標(biāo)，綜合考慮電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)。驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的詳細(xì)內(nèi)容見(jiàn)第4章。5.動(dòng)力電控系統(tǒng)燃料電池汽車(chē)的動(dòng)力電控系統(tǒng)主要由燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)(FCE-ECU)、蓄電池管理系統(tǒng)(BMS)、動(dòng)力控制系統(tǒng)(PCU)及整車(chē)控制系統(tǒng)(VMS)組成，而原型車(chē)的變速器系統(tǒng)會(huì)簡(jiǎn)化很多。

第11

頁(yè)6.3.3燃料電池電動(dòng)汽車(chē)的特點(diǎn)(1)效率高。燃料電池的工作過(guò)程是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的過(guò)程，不受卡諾循環(huán)的限制，能量轉(zhuǎn)換效率較高，可以達(dá)到30%以上。(2)續(xù)駛里程長(zhǎng)。采用燃料電池系統(tǒng)作為能量源，克服了純電動(dòng)汽車(chē)?yán)m(xù)駛里程短的缺點(diǎn)，其長(zhǎng)途行駛能力及動(dòng)力性已經(jīng)接近于傳統(tǒng)汽車(chē)。(3)綠色環(huán)保。燃料電池沒(méi)有燃燒過(guò)程，以純氫作燃料，生成物只有水，屬于零排放。采用其它富氫有機(jī)化合物用車(chē)載重整器制氫作為燃料電池的燃料，生產(chǎn)物除水之外還可能有少量的CO2，接近零排放。

第12

頁(yè)6.3.3燃料電池電動(dòng)汽車(chē)的特點(diǎn)(4)過(guò)載能力強(qiáng)。燃料電池除了在較寬的工作范圍內(nèi)具有較高的工作效率外，其短時(shí)過(guò)載能力可達(dá)額定功率的200％或更大。(5)低噪音。燃料電池屬于靜態(tài)能量轉(zhuǎn)換裝置，除了空氣壓縮機(jī)和冷卻系統(tǒng)以外無(wú)其它運(yùn)動(dòng)部件，因此與內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)相比，運(yùn)行過(guò)程中噪音和振動(dòng)都較小。(6)設(shè)計(jì)方便靈活。燃料電池汽車(chē)可以按照X－By－Wire的思路進(jìn)行汽車(chē)設(shè)計(jì)，改變傳統(tǒng)的汽車(chē)設(shè)計(jì)概念，可以在空間和重量等問(wèn)題上進(jìn)行靈活的配置。

第13

頁(yè)6.3.3燃料電池電動(dòng)汽車(chē)的特點(diǎn)燃料電池電動(dòng)汽車(chē)的主要缺點(diǎn)有：(1)燃料電池汽車(chē)的制造成本和使用成本過(guò)高。(2)輔助設(shè)備復(fù)雜，且質(zhì)量和體積較大。

(3)起動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)，系統(tǒng)抗振能力有待進(jìn)一步提高。

第14

頁(yè)6.3.4燃料電池電動(dòng)汽車(chē)車(chē)型實(shí)例1.雪佛蘭Equinox氫燃料電池電動(dòng)汽車(chē)

第15

頁(yè)6.3.4燃料電池電動(dòng)汽車(chē)車(chē)型實(shí)例2.奔馳燃料電池B級(jí)F-Cell電動(dòng)汽車(chē)

第16

頁(yè)6.3.4燃料電池電動(dòng)汽車(chē)車(chē)型實(shí)例3.“上海牌”燃料電池電動(dòng)汽車(chē)

第17

頁(yè)6.3.4燃料電池電動(dòng)汽車(chē)車(chē)型實(shí)例

4.帕薩特領(lǐng)馭氫燃料電池電