汽车电器与电控技术 课件 1.4 燃料电池_第1页
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文档简介

第1章汽车电源系统燃料电池（FuelCell）是一种把燃料氧化的化学能直接转换为电能的“发电装置”。（问世于1839年）继水力发电、热能发电和原子能发电之后的第四种发电技术。（又称电化学发电器）1.4燃料电池1第1章汽车电源系统1.4燃料电池2第1章汽车电源系统1.4.1燃料电池组成与工作原理3阳极（燃料电极）：为燃料和电解液提供了接触面，在催化剂作用下发生氧化反应并输出电子到外电路。阴极（氧气电极）：为氧气和电解液提供了接触面，在催化剂作用下发生还原反应并从外电路接受电子。电解液：用于在阳极和阴极之间传递燃料反应的离子。燃料与氧化剂经催化剂作用，经过电化学反应生成电能和水。第1章汽车电源系统1.4.1燃料电池组成与工作原理4阳极(燃料氧化反应)阴极(氧气还原反应)-+e-电解液(离子传导)排放燃料排放氧气第1章汽车电源系统1.4.2燃料电池堆5由于单元燃料电池产生的电压很低（约0.7V），须将它们串联连接，构成“燃料电池堆”，才能得到所需工作电压。第1章汽车电源系统1.4.3燃料电池的种类6按燃料电池运行机理分类：酸性燃料电池和碱性燃料电池。按电解质种类分类：碱性燃料电池（AFC）、磷酸燃料电池（PAFC）、熔融碳酸盐燃料电池（MCFC）、固体氧化物燃料电池（SOFC）、质子交换膜燃料电池（PEMFC）。第1章汽车电源系统1.4.3燃料电池的种类7按燃料电池工作温度分类：低温型（温度低于200℃，如质子交换膜燃料电池）、中温型（温度为200~700℃）

、高温型（温度高于750℃，如熔融碳酸盐燃料电池和固体氧化物燃料电池)。按燃料类型分类：氢气、甲醇、甲烷、乙烷、甲苯、丁烯、丁烷、汽油、柴油和天然气等。有机燃料和气体燃料必须经过重整器“重整”为氢气后，才能成为燃料电池的燃料。第1章汽车电源系统1.4.4FCEV的系统组成和工作原理8燃料电池电动汽车就是电动汽车的一种，主要区别在动力电池的工作原理不同。FCEV的结构形式：（1）按驱动形式分为纯燃料电池驱动和混合驱动；（2）按燃料电池能量来源分车载纯氢和燃料重整。第1章汽车电源系统1.4.5燃料电池汽车和电动汽车优缺点9优点：节油、低碳；纯电和燃油互补；无里程焦虑；使用成本较低；燃油补给方便；对充电设施要求低。缺点：无法真正环保；价格较高；纯电续航短；结构复杂；电池寿命短。第1章汽车电源系统1.4.5燃料电池汽车和电动汽车优缺点10优点：低碳、环保；电池-电机能量转化率高；电力来源广泛；用电存在波峰和波谷；充电设施易发展；使用成本低；结构简单、易维护；安静、动力相应迅猛。缺点：充电时间长；续航里程短；电池寿命短；充电设备欠缺；价格高；电池能量密度低；电池存在污染；电池安全问题。第1章汽车电源系统1.4.5燃料电池汽车和电动汽车优缺点11优点：低碳、环保；续航里程长；加氢时间短；不用改变驾驶习惯；电堆能量密度高；安静、动力迅猛；氢气来源广；可再生能源制氢无污染。缺点：价格高；

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