NO.715燃料电池电动汽车类型燃料电池汽车按燃料特点分类直接燃料电池电动汽车重燃料电池电动汽车按燃料存储方式分类压缩氢燃料电池电动汽车液态燃料电池电动汽车合金吸附氢燃料电池电动汽车按多电源的配置分类纯燃料电池驱动（PFC）燃料电池与辅助蓄电池联合驱动（FC+B）燃料电池与超级点容联合驱动（FC+C）燃料电池与辅助蓄电池和超级电容联合驱动（FC+B+C）燃料电池与辅助蓄电池联合驱动（FC+B）的FCEV燃料电池与超级电容联合驱动（FC+C）的FCEV燃料电池与辅助动力电池和超级电容联合驱动（FC+B+C）的FCEV燃料电池发电基本原理燃料电池发电的基本原理是，电池的阳极（燃料极）输入氢气（燃料），氢分子（H2）在阳极催化剂作用下被离解称为氢离子（H+）和电子（e-），氢离子（H+）穿过燃料电池的电解质层向阴极（氧化极）方向运动，电子（e-）因通不过电解质层而由一个外部电路流向阴极；在电池阴极输入氧气，氧气在阴极催化剂作用下离解称为氧原子（O），与通过外部电路流向阴极的电子（e-）和燃料穿过电解质的氢离子（H+）结合生产稳定结构的水（H20），完成电化学反应，放出热量。这种电化学反应与氢气在氧气中发生的剧烈燃烧反应是完全不同的，只要阳极不断输入氢气，阴极不断输入氧气，电化学反应就会连续不断地进行下去，电子（e-）就会不断通过外部电路流动形成电流，从而连续不断地向汽车提供电力。催化剂：一种化学物质，可以提高反应速度没有被消耗；在反应之后，它可以从反应混合物中恢复，在化学上不变。催化剂可以降低活化能所需能量，允许更快地或在较低的温度进行的反应。在燃料电池、催化剂促进氧化极和燃料的反应。它通常是由铂粉很薄涂到碳纸或布。催化剂是粗糙和多孔因此铂的最大表面面积可以接触到氢或氧。催化剂的铂镀在面朝在燃料电池中的膜。燃料电池反应堆是一个化学“发电厂”，利用电解水的逆反应过程从氢气和氧气化学反应过程中电荷转移得到电能。2（H20）通电=2（H2）+（O2）负极：H2→2H++2e-正极：1/2O2+2H++2e-→H2O丰田两代燃料电池堆参数对比款型2008年型燃料电池堆新型（Mirai）燃料电池堆体积功率密度、质量功率密度1.4Kw/L、0.83Kw/Kg3.1Kw/L、2Kw/Kg体积/质量64L/108Kg37L/56Kg电池单体数量400片（两排堆叠）370片（一排堆叠）电池单体厚度1.68mm1.34mm电池单体重量166g102g电池单体流场直通道流场3D精细网格流场安装位置电机舱地板下方储氢罐储氢罐是气态氢的储存装置，用于给燃料电池提供氢气。为了保证燃料电池电动汽车一次充气有足够的续驶里程，就需要多个高压储气罐来储存气态氢气。一般轿车需要2-4个高压储气罐，大客车需要5-10个高压储气罐。图中是丰田Mirai氢燃料电动汽车的储气罐图，其由两个储气罐组成，容积分别为60L和62.4L，最大可以储存5公斤氢燃料，储气压力可达70兆帕。罐体采用碳纤维+凯夫拉复合材质，其强度可以抵挡轻型枪械的攻击。加满两个储气罐大约需要3-5分钟时间。储氢罐储氢罐是气态氢的储存装置，用于给燃料电池提供氢气。为了保证燃料电池电动汽车一次充气有足够的续驶里程，就需要多个高压储气罐来储存气态氢气。一般轿车需要2-4个高压储气罐，大客车需要5-10个高压储气罐。图中是丰田Mirai氢燃料电动汽车的储氢罐图，其由两个储气罐组成，容积分别为60L和62.4L，最大可以储存5公斤氢燃料，储气压力可达70兆帕。罐体采用碳纤维+凯夫拉符合材质，其强度可以抵挡轻型枪械的攻击。加满两个储气罐大约需要3-5分钟时间。驱动电机燃料电池电动汽车使用的驱动电机主要有直流电机、交流电机、永磁同步电机和开关磁阻电机等。DC/DC转换器FCEV的燃料电池需要装置单向DC/DC转换器，蓄电池和超级电容器需要装置双向DC/DC转换器。DC/DC转换器的主要功能有调节燃料电池的输出电压，能够升压到650V；调节整车能量分配；稳定整车直流母线电压。丰田FCV作为一款氢燃料电池车，前后轴各配备了一台最大输出功率114Kw，最大扭矩335Nm的电动机。TOYOTAMiral位于车头的电动机最大输出功率113KW，峰值扭矩达到了335N∙m，虽然Mirai的车重超过了1.8吨，但如此夸张的扭矩输出依然保证了其良好的中低速响应。Mirai的工作原理为：储氢罐中的氢气与车头吸入的氧气在燃料电池内发生反应，产生的电能驱动电机从而带动车辆；反应产生的剩余电能存入储能电池（充电电池）。整车控制器整车控制系统是燃料电池汽车的控制核心，其由燃料电池管理系统、电池管理系统、驱动电机控制器等组成，它一方面接受来自驾驶员的需求信息（如点火开关、加速踏板、制动踏板、档位位置信号等）实现整车工况控制；另一方面基于反馈的实际工况（车速、制动、电机转速等）以及动力系统的状况（燃料电池及动力蓄电池的电压、电流等），根据预先设定好的多能源控制策略进行能量分配调节控制。燃料电池汽车特点燃料电池电动汽车优点：与传统内燃汽车以及纯电动汽车相比，燃料电池电动汽车具有以下优点。（1）效率高燃料电池的工作过程是化学能转化为电能的过程，不受卡诺循环的限制，能量转换效率较高，可以达到30%以上，而传统汽油机和柴油机汽车效率分别为16%-18%和22%-24%。（2）续驶里程长采用燃料电池系统作为能量源，克服了纯电动汽车续驶里程短的缺点，其长途行驶能力及动力性已经接近于传统汽车。（3）绿色环保燃料电池没有燃烧过程，以纯氢作燃料，生成物只有水，属于零排放。采用其他富氢有机化合物用车载重整器制氢作为燃料电池汽车的燃料，生成物除水之外还可能有少量的CO2，接近零排放。（4）过载能力强燃料电池除了在较宽的工作范围内具有较高的工作效率外，其短时过载能力可达额定功率的200%或更大。（5）低噪声燃料电池属于静态能量转换装置，除了空气压缩机和冷却系统以外无其他运动部件，因此与内燃机汽车相比，运行过程中噪声和振动都较小。燃料电池汽车特点燃料电池电动汽车的缺点：（1）燃料电池电动汽车的制造成本和使用成本较高。（2）辅助设备复杂，且重量和体积较大。（3）启动时间长，系统抗振能力有待进一步提高。此外，在FCEV收到振动或者冲击时，各种管道的连接和密封的可靠性需要进一步提高。燃料电池车任将持续探索如何获得绿色的氢气？就世界范围而言世界上主流的二种制氢方法为电解水和甲烷燃烧。电解水是目前获得绿色氢气的主要办法，但在制造氢气过程中会产生大量的电力消耗，导致氢气成本上升，进而增加汽车使用成本。甲烷燃烧氢世界上主流的氢气制造方法，他的问题是在制造过程中产生了远比汽车排放出多的多的污染气体。配套设施建设任重而道远具估算建造一个氢气燃料站需要100万到200万美元，因为氢气具有爆炸性，需要解决处理液态氢气的存放问题，其次需要对氢气制造和运输环节投入巨资，每一个环节又会增加成本，复杂性和污染。目前，美国现约有50个氢气燃料站。日本有9个预计在2015年增加到45个。其他国家的配套设施建设道路任很遥远。