燃料电池电动汽车的结构与原理 | PPT分享

内容来源:  旺材电动车

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氢燃料电池汽车由电动机驱动，因此被归类为电动汽车。常见的缩写是 FCEV，是“Fuel Cell Electric Vehicle”的缩写，与 BEV 或“Battery Electric Vehicle”形成对比。

氢燃料电池汽车与电动汽车不同，其自己发电不从外部电源充电的内置电池发电，而是拥有自己的高效动力装置——燃料电池。

在 FCEV 的燃料电池中，氢气和氧气产生电能并将能量引导至电动机中进而产生动能，这个过程发生了反向电解，其中氢与燃料电池中的氧发生反应。氢气来自 FCEV 内置的一个或多个储罐，而氧气则来自环境空气。这种反应的唯一结果是电能、热量和水，它们通过废气以水蒸气的形式排放。

氢燃料电池车，就是使氢或含氢物质与空气中的氧在燃料电池中反应产生电力推动电动机，由电动机驱动的车辆。氢燃料电池车通过化学作用发电产生电能，更像是一个“发电厂”。

氢燃料电池车是以氢燃料电池产生的电能为电动机供电，以电动机做的功作为动力的。

PEMFC电堆作为车辆的核心部件，其单电池的原理图如下：

图中，左侧为电池阳极（负极），氢气作为燃料进入此极；右侧为电池阴极（正极），空气中的氧气作为氧化剂进入此极。

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氢燃料电池是使用氢这种化学元素，制造成储存能量的电池。其基本原理是电解水的逆反应，把氢和氧分别供给阳极和阴极，氢通过阳极向外扩散和电解质发生反应后，放出电子通过外部的负载到达阴极。

燃料电池汽车的核心组成部分为动力系统,动力系统结构形式多种多样的氧燃料电池汽车用“燃料电池+电动机”代替传统内燃机汽车动力系统的“发动机和燃油系统”,并且动力系统发生较大的变化:燃料电池代替发动机成为汽车的主要驱动动力源,同时还添加峰值电源作为辅助动力源(辅助动力源主要是对动态性能响应差、峰值功率输出能力不足的燃料电池进行补充以及吸收再生制动能量),扭转减震器与离合器被删除,减速器代替多档变速器。

燃料电池系统、峰值电源(蓄电池、超级电容等)、驱动电机、DC/DC转换器、各部件控制器组成氢燃料电池汽车混合动力系统。氧燃料电池汽车混合动力系统各元件性能各异、称合关系复杂,并且道路运行工况要求苛刻,因此对能量控制系统要求严格。本文研究的氧燃料电池汽车动力系统即为燃料电池蓄电池结合的混合动力系统。

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