燃料電池電動汽車是怎樣的工作原理

時間 2021-05-05 20:13:09

1樓:山東萬通汽車學院

1、燃料電池電動汽車的動力系統主要由燃料電池發動機、燃料儲存裝置(主要用於儲氫)、驅動電機、動力電池組等組成,採用燃料電池發電作為主要能量源,通過電機驅動車輛前進。燃料電池是利用氫氣和氧氣(或空氣)在催化劑的作用下直接經電化學反應產生電能的裝置,且有無汙染、排放物只有水的優點。

2、燃料電池電動汽車具有效率高、節能環保(以氫氣為能源、排放物為水)、執行平穩、噪聲小等優點。

燃料電池作為電動汽車的動力**,其特點主要表現在:

①能量轉化效率高。燃料電池的能量轉換效率可高達60%~80%,是內燃機的2~3倍。

②不汙染環境。燃料電池的燃料是氫和氧,生成物是清潔的水,它本身工作不產生co和c02,也沒有硫和微粒排出,沒有高溫反應,也不產生nox。如果使用車載的甲醇重整催化器供給氫氣,僅會產生微量的co和較少的c02。

3、燃料電池是一種不燃燒燃料而直接以電化學反應方式將燃料的化學能轉變為電能的高效發電裝置。發電的基本原理是:電池的陽極(燃料極)輸入氫氣(燃料,氫分子(h2)在陽極催化劑作用下被離解成為氫離子(h+)和電子(e-),h+穿過燃料電池的電解質層向陰極(氧化極)方向運動,e-因通不過電解質層而由一個外部電路流向陰極;在電池陰極輸入氧氣(o2),氧氣在陰極催化劑作用下離解成為氧原子(o),與通過外部電路流向陰極的e-和燃料穿過電解質的h+結合生成穩定結構的水(h2o),完成電化學反應放出熱量。

4、現階段,燃料電池的許多關鍵技術還處於研發試驗階段。此外,燃料電池的理想燃料——氫氣,在製備、**、儲運等方面距離產業化還有大量的技術與經濟問題有待解決。

作為燃料電池必不可缺少的反應催化劑——稀有金屬鉑金(pt)被大量應用。按照現有燃料電池對鉑金的消耗量,地球上所有儲量都用來製造車用燃料電池,也僅能滿足幾百萬輛車的需求。因此如何降低稀有金屬用量也是燃料電池電動汽車推廣應用的技術和資源瓶頸之一。

2樓:匿名使用者

工作原理

燃料電池是一種不燃燒燃料而直接以電化學反應方式將燃料的化學能轉變為電能的高效發電裝置。

發電的基本原理是: 電池的陽極( 燃料極) 輸入氫氣( 燃料) , 氫分子( h2) 在陽極催化劑作用下被離解成為氫離子( h+ ) 和電子( e-) , h+ 穿過燃料電池的電解質層向陰極( 氧化極) 方向運動, e-因通不過電解質層而由一個外部電路流向陰極; 在電池陰極輸入氧氣( o2) , 氧氣在陰極催化劑作用下離解成為氧原子( o) , 與通過外部電路流向陰極的e-和燃料穿過電解質的h+ 結合生成穩定結構的水( h2o) , 完成電化學反應放出熱量。這種電化學反應與氫氣在氧氣中發生的劇烈燃燒反應是完全不同的, 只要陽極不斷輸入氫氣, 陰極不斷輸入氧氣, 電化學反應就會連續不斷地進行下去, e-就會不斷通過外部電路流動形成電流, 從而連續不斷地向汽車提供電力。

與傳統的導電體切割磁力線的迴轉機械發電原理也完全不同, 這種電化學反應屬於一種沒有物體運動就獲得電力的靜態發電方式。因而, 燃料電池具有效率高、噪音低、無汙染物排出等優點, 這確保了fcv 成為真正意義上的高效、清潔汽車。

燃料電池電動汽車的優點

(1)排放幾乎為零

燃料電池採用的燃料是氫和氧,生成物是清潔的水。它本身工作不產生co和co2 ,也沒有硫和微粒排出,沒有高溫反應,也不產生nox 。如果使用車載的甲醇重整催化器供給氫氣,僅會產生微量的co和較少的co2 。

(2)能量轉化效率高

燃料電池的能量轉換效率可高達60%~80%,為內燃機的2~3倍。

(3)壽命長

燃料電池本身工作沒有噪聲,沒有運動性,沒有振動,其電極僅作為化學反應的場所和導電的通道,本身不參與化學反應,沒有損耗,壽命長。

(4)燃料**廣泛

氫燃料**廣泛,可以從可再生能源獲得,不依賴石油燃料。

燃料電池的種類繁多,通常可以依據其工作溫度、燃料種類、電解質型別進行分類。按工作溫度,燃料電池可分為高、中、低溫型三類。工作溫度從常溫至100℃為低溫燃料電池;工作溫度100℃~300℃為中溫燃料電池;工作溫度在500℃以上為高溫燃料電池。

按燃料**,燃料電池可分為兩類,第一類是直接式燃料電池,即燃料直接使用氫氣;第二類是間接式燃料電池,其燃料是通過某種方法把氫氣(h2)、甲烷(ch4)、甲醇(ch3oh)或其他烴類化合物轉變成氫或富含氫的混合氣供給燃料電池。按電解質劃分,燃料電池大致上可分為五類:①鹼性燃料電池(afc)。

②磷酸型燃料電池(pafc)。③固體氧化物燃料電池(sofc)。④熔融碳酸鹽燃料電池(mcfc)。

⑤質子交換膜燃料電池(pemfc)。

燃料電池電動汽車的缺點

目前大部分氫燃料電池的綜合能量轉化率,遠沒有純電動高,如果是可再生方法,效率一般較發電更低,相比純電動是能源的浪費,會增加行駛成本。氫燃料電池車一個大問題便是如何加註氫氣。即使在美國大力發展零碳排放汽車、支援加氫站建設的加利福尼亞州,情況也不容樂觀。

據報道,加州的燃料電池車車主經常抱怨加氫站無法工作或處於維修關閉狀態,導致他們的用車困難。

在基礎設施方面,加氫站較充電站更難推廣,且成本更高,設施建設難度大。

底盤佈置

燃料電池動力總成包括: 氫氣罐總成、蓄電池總成、燃料電池堆總成、動力輸出系統總成等。其中, 儲氫罐一般放置於底盤的中部, 或後排座椅的下方空間(傳統內燃機轎車的油箱位置) , 將氫氣罐分散儲存。

除了燃料電池動力總成外, 對汽車制動總成、前後懸架總成及輪胎等方面也應作相應的調整和測試。特別是隨著輪轂電機技術的發展, 使燃料電池汽車在電動機的放置有了新的選擇, 增大了汽車內部空間。而各電動輪的驅動力也可直接控制, 提高惡劣路面條件下汽車的行使效能。

底盤佈置應把絕大多數的負載均勻分配在底盤的前後端, 降低車輛的總體重心, 使轎車具有良好的操控效能, 並改善車輛的整體安全性。

3樓:湖南萬通技工學校

燃料電池電動車用氫氣、甲醇、天然氣、 汽油等作為反應物與空氣中的氧在電池中燃燒,進而電能為汽車提供動力源。本質上來說,燃料電池電動車也屬於電動汽車之一,在很多效能和設計方面和電動汽車都有很多相似之處,將其分為兩類是由於燃料電池電動車是將氫、甲醇、 天然氣、汽油等通過化學反應能轉化成電能。。。

什麼是燃料電池,什麼是燃料電池概念

天然氣研究專案中的其他先導內容就是燃料電池的開發。燃料電池通過化學反應將氫 天然氣或甲醇等轉換為電能和熱能。在此過程中,燃料並不發生燃燒,所以,燃料電池對環境保護是有好處的,因為它們實際上沒有汙染物的排放,一個接在燃料處,一個接在氧化劑處,它們被電解液隔離開。燃料電池根據電極之間所使用的電解液而得名...

燃料電池汽車有什麼缺點

氫燃料電池汽車燃料的 還有大量的技術問題有待解決。通常氫能以三種狀態儲存和運輸 高壓氣態 液態和氫化物形態。用常用的壓縮氣體罐儲存的氫,只能供燃料電池汽車行駛150km,續駛里程太短,還不如蓄電池驅動的汽車。由於氫氣是最小的分子,很容易造成洩漏。哪怕是微量的洩漏,都有可能造成極度可怕的後果。而在 2...

雷丁電動汽車換電池多少錢,電動汽車更換電池需要多少錢?

是個老先生 五六千元。電池壽命 基本上是三年,按照國家的傳統汽車規定的。1 純電動汽車電池壽命,如果是長壽命鉛酸電池,一般在1.5 2年內,如果是鋰鐵磷酸鹽動力電池,理論壽命在7 8年內 2 純電動汽車是指由車載動力 用電機驅動車輪 符合道路交通要求 安全規定的車輛 3 由於環境影響相對傳統汽車較小...