电动汽车原理与构造(第3版)课件:燃料电池电动汽车技术.ppt
电动汽车原理与构造
燃料电池电动汽车技术
概述
燃料电池电动汽车:是电动汽车的一种基本类型,用于驱动汽车行驶的电能主要
来自“燃料电池”,整车的燃料补给不同于动力电池电动汽车的充电方式(化学
反应过程),而采用机械式充电方式(燃料的装填和加注,物理过程)
燃料电池概念:
是一种把燃料氧化的化学能直
接转换为电能的“发电装置”
概述
燃料电池电动汽车的优点
p工作效率高,内燃机汽车的效率约为11%左右,而
以氢气为燃料的燃料电池汽车效率可达到50%~70%,
甲醇重整产生氢气的燃料电池汽车效率也可达到30%
左右。燃料电池汽车的效率高于内燃机汽车
p节能、环保。燃料电池汽车使用能源主要是氢气,
排放的主要物质是水,对于环境问题日益突出的地球来
说,燃料电池汽车是内燃机汽车的理想替代
p结构简单和运行平稳。由于燃料电池汽车能量转换
不涉及燃烧和热机做功,因此所需零件少,结构简单,
振动和噪声小
教学提纲
4.1燃料电池系统的组成和工作原理
4.2燃料电池汽车的系统组成和工作原理
4.3典型的燃料电池汽车结构
教学提纲
4.1燃料电池系统的组成和工作原理
4.2燃料电池汽车的系统组成和工作原理
4.3典型的燃料电池汽车结构
燃料电池的组成和工作原理
燃料电池是一种把燃料氧化的化学能直接转换为电能的“发电装置”,是电化学
反应的发生器。燃料电池的反应机理是将燃料中的化学能不经燃烧而直接转化为
电能。氢氧燃料电池实际上就是一个电解水的逆过程,通过氢氧的化学反应生成
水并释放电能。氢气和氧气分别是燃料电池在电化学反应过程中的燃料和氧化剂
H22H2e
1
O2H2eHO
222
燃料电池的组成和工作原理
燃料电池参与反应的化学物质,如
氢和氧,是由燃料电池外部的单独
供气系统供给的,只要保证物质供
应的连续性,就可以保证能量输出
的连续性。从这个意义上来讲,燃
料电池本身是一个开放的发电装置
燃料电池的组成和工作原理
燃料电池种类:
高温≥750℃
直接式燃料电池中温200~750℃
低温≤200℃
燃料电池的组成和工作原理
汽车用燃料电池的要求:常温下工作;电流密度高;免维护性好;耐振性与耐冲
击性好;能够从低负荷到高负荷进行高效率运转;可以放置在冰点以下环境中
燃料电池的组成和工作原理
质子交换膜燃料电池
阳极反应:
2H24H4e
阴极反应:
O24e4H2H2O
燃料电池的组成和工作原理
p质子交换膜燃料电池结构
燃料电池的组成和工作原理
p燃料电池的类别-质子交换膜电堆
燃料电池的组成和工作原理
p燃料电池的类别-质子交换膜燃料电池特点
优点:环境友好;效率较高,达60%~80%;对燃料适应性强,既可用纯氢,也可
用转化燃料,氧化剂可用空气;工作温度低;比功率与比能量高;可变负荷运转
。
技术难点:
•质子交换膜:杜邦的Nafion、日本的Asahi
•电极催化剂:铂金
•双极板:无孔石墨板
•燃料电池的组装
•反应气体的供给系统
•水、热管理系统
燃料电池的组成和工作原理
p燃料电池发电系统的组成
燃料电池的组成和工作原理
燃料电池发电系统技术-燃料电池的类别
p增压式质子交换膜燃料电池
燃料电池的组成和工作原理
燃料电池发电系统技术-燃料电池的类别
p增压式质子交换膜燃料电池
燃料电池的组成和工作原理
燃料电池发电系统技术-燃料电池的类别
p常压式质子交换膜燃料电池
燃料电池的组