燃料電池電動汽車管理系統

A. 燃料電池電動汽車商業化存在的問題 這個論文哪裡可以下載的到

綜述了燃料電池電動汽車商業化存在的9個方面的問題,這些問題解決的程度和速度,關繫到燃料電池電動汽車商業化的時間問題。這些問題可以分為兩類:性能與成本問題和燃料供應與基礎設施問題。介紹了解決這些問題的方法以及與此相關的研究方向和熱點

B. 氫燃料電池電動汽車典型的實例

額，這個據說現在就日本和特斯拉在研究呢，典型案例還真不好找。

C. 燃料電池電動汽車的簡介

燃料電池電動汽車實質上是電動汽車的一種，在車身、動力傳動系統、控制系統等方面，燃料電池電動汽車與普通電動汽車基本相同，主要區別在於動力電池的工作原理不同。燃料電池的反應機理是將燃料中的化學能不經過燃燒直接轉化為電能，即通過電化學反應將化學能轉化為電能，實際上就是電解水的逆過程，通過氫氧的化學反應生成水並釋放電能。電化學反應所需的還原劑一般採用氫氣，氧化劑則採用氧氣，因此最早開發的燃料電池電動汽車多是直接採用氫燃料，氫氣的儲存可採用液化氫、壓縮氫氣或金屬氫化物儲氫等形式。
燃料電池的反應不經過熱機過程，因此其能量轉換效率不受卡諾循環的限制，能量轉化效率高；它的排放主要是水非常清潔，不產生任何有害物質。因此，燃料電池技術的研究和開發備受各國政府與大公司的重視，被認為是21世紀的潔凈、高效的發電技術之一。

D. 名詞解釋：什麼是燃料電池電動汽車

什麼是燃料電池電動汽車？燃料電池電動汽車是利用氫氣和空氣中的氧在催化劑的作用下在燃料電池中經電化學反應產生的電能，並作為主要動力源驅動的汽車。
燃料電池電動汽車實質上是電動汽車的一種，在車身、動力傳動系統、控制系統等方面，燃料電池電動汽車與普通電動汽車基本相同，主要區別在於動力電池的工作原理不同。
一般來說，燃料電池是通過電化學反應將化學能轉化為電能，電化學反應所需的還原劑一般採用氫氣，氧化劑則採用氧氣，因此最早開發的燃料電池電動汽車多是直接採用氫燃料，氫氣的儲存可採用液化氫、壓縮氫氣或金屬氫化物儲氫等形式。
純燃料電池車只有燃料電池一個動力源，汽車的所有功率附和都有燃料電池承擔。燃料電池汽車多採用混合驅動形式，在燃料電池的基礎上，增加了一組電池或超級電容作為另一個動力源。主要結構有：能量控制單元，空氣壓縮機，燃料電池堆，高壓儲氫瓶，動力電池組，電動機。高壓儲氫瓶提供燃料，動力電池組提供而外的功率，讓車加速、爬坡和高速運行。
在車輛滑行時，能量控制單元將驅動電機變為發電機，從而將部分汽車動能變為電能給動力電池充電。
也就是說採用混合動力形式後，不僅可以採用功率較小的電池系統，還可以實現制動能回收。還可以是燃料電池系統的運行工況相對比較穩定，有利提高燃料電池系統效率和壽命。

E. 燃料電池電動汽車是怎樣的

燃料電池電動車(FCEV)

F. 簡述燃料電池電動汽車的優勢和面臨的問題

(1)優點。與傳統汽車、純電動汽車技術相比，燃料電池電動汽車具有以下優點：①零排放或近似零排放，綠色環保。燃料電池電動汽車在本質上是一種零排放汽車，燃料電池沒有燃燒過程，若以純氫作燃料，通過電化學的方法，將氫和氧結合，生成物是清潔的水；採用其他富氫有機化合物用車載重整器制氫作為燃料電池的燃料，生成物除水之外還可能有少量的C02，但其排放量比內燃機要少得多，且沒有其他污染排放（如氧化氮、氧化硫、碳氫化物或微粒）問題，接近零排放。與傳統汽車相比既減少了機油泄漏帶來的水污染，又降低了溫室氣體的排放。②能量轉換效率高，節約能源。燃料電池的能量轉換效率極高。燃料電池沒有活塞或渦輪等機械部件及中間環節，不經歷熱機過程，不受熱力循環（卡諾循環）限制，故能量轉換效率高，燃料電池的化學能轉換效率在理論上可達100%，實際效率已達60%～80%，是普通內燃機熱效率的2～3倍(汽油機和柴油機汽車整車效率分別為16%-18%和22%～24%)。因此，從節約能源的角度來看，燃料電池汽車明顯優於使用內燃機的普通汽車。③燃料多樣化，優化了能源消耗結構。燃料電池所使用的氫燃料來源廣泛，自然界中，氫能大量存儲在水中，可採用水分解制氫，也可以從可再生能源獲得，可取自天然氣、丙烷、甲醇、汽油、柴油、煤以及再生能源。燃料來源的多樣化有利於能源供應安全和利用現有的交通基礎設施（如加油站等）。燃料電池不依賴石油燃料，各種可再生能源可以轉化為氫能加以有效利用，減少了對石油資源的依賴，優化了交通能源的構成。④續駛里程長，性能優於其他電池的電動汽車。採用燃料電池發電系統作為能量源，克服了純電動汽車續駛里程短的缺點，其長途行駛能力及動力性已經接近於傳統汽車。燃料電池汽車可以車載發電，只要帶上足夠的燃料，它可以把我們送到任何想去的地方。燃料電池電動汽車在成本和整體性能上（特別是行程和補充燃料時間上）明顯優於其他電池的電動汽車。⑤過載能力強。燃料電池除了在較寬的工作范周內具有較高的工作效率外，其短時過載能力可達額定功率的200%或更大，更適合於汽車的加速、爬坡等工況．燃料電池的短時過載能力可達200%的額定功率。⑥運行平穩、低雜訊 燃料電池屬於靜態能量轉換裝置，除了空氣壓縮機和冷卻系統以外無其他運動部件，因此與內燃機汽車相比，擺脫了馬達的轟鳴，運行過程中雜訊和振動都較小。(2)缺點。汽車業界普遍認同的一個觀點是，燃料電池技術是內燃機技術最好的替代物，代表了汽車未來的發展方向。但如果將發展燃料電池汽車的幾個制約因素考慮進來，則會發現燃料電池汽車目前和今後一段時間尚不具備商業化的條件。①燃料電池汽車的製造成本和使用成本過高。制約燃料電池汽車推廣應用的最大因素之一是燃料電池的生產成本一直居高不下。如何降低燃料電池的生產成本成為燃料電池汽車實用化的關鍵。據美國能源部測算，目前燃料電池的生產成本已降為500美元／kN。專家估計，只有當燃料電池的生產成本降至50美元／kW的水平才能為消費者所接受．也就是說．當一台80kW的汽車用燃料電池的成本降到目前汽油發動機的3500美元的價格時，才能創造巨大的市場效益。從市場經濟學角度講，高成本很難完成市場化推廣，而無法實現市場化就不可能大規模批量生產，進而成本就無法降下來，最終導致成本與銷售的惡性循環。另一方面，燃料電池汽車的使用成本過也高，氫氣的售價並不廉價，因此燃料電池車的運行成本並不令人樂觀。目前由燃料電池發電系統提供lkW·h電能的成本遠高於各種動力電池，這從一個側面反映了作為汽車動力源，燃料電池還有相當遠的距離。②啟動時間長，系統抗震能力還需提高。採用氫氣為燃料的FCEV啟動時間一般需要超過3min，而採用甲醇或者汽油重整技術的FCEV則長達lOmin，比起內燃機汽車啟動的時間長得多，影響其機動性能。此外，當FCEV受到振動或者沖擊時，各種管道的連接和密封的可靠性需要進一步的提高，以防止泄漏，降低效率，嚴重時引發安全事故。③經濟且無污染地獲取純氫燃料還存在技術難點。通過重整或改質技術轉化傳統的化石燃料獲取純氫天然氣，不僅要消耗大量的能量，而且並沒有從根本上擺脫對化石能的依賴，也沒有從根本上消除對環境的污染。自然界中，氫能大量存儲在水中，雖然取之不盡，但直接使用熱分解或是電解的辦法從水中制氫顯然不劃算。因此多數科學家都將目光轉向了利用太陽能，但是還存在許多技術障礙。目前，他們正在進行太陽能分解水制氫、太陽能發電電解水制氫、陽光催化光解水制氫、太陽能生物制氫等方面的研究。只有到了能以再生性能源廉價地生產出氫燃料，氫燃料電池民用汽車的燃料問題才算獲得了根本性解決。④氫燃料電池汽車燃料的供應還有大量的技術問題有待解決。通常氫能以三種狀態存儲和運輸：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，很容易造成泄漏。哪怕是微量的泄漏，都有可能造成極度可怕的後果。而在-253℃的條件下儲存液氫的深度製冷技術目前還很不成熟．就全球來說，目前能夠加液氫的加氫站也沒有幾家。值得欣慰的是，儲氫材料的開發已取得了一定的進展。⑤供應燃料輔助設備復雜，且質量和體積較大 在以甲醇或者汽油為燃料的FCEV中，經重整器出來的「粗氫氣」含有使催化劑「中毒」失效的少量有害氣體，必須採用相應的凈化裝置進行處理，增加了結構和工藝的復雜性，並使系統變得笨重。目前普遍採用氫氣燃料的FCEV，因需要高壓、低溫和防護的特種儲存罐，導致體積龐大，也給FCEV的使用帶來了許多不便。⑥稀有金屬鉑金Pt被大量應用也制約著燃料電池電動汽車的推廣應用。稀有金屬鉑金作為燃料電池必不可少的反應催化劑，按照現有燃料電池對鉑金的消耗量，地球上所有的鉑金儲量都用來製作車用燃料電池，也只能滿足幾百萬輛車的需求。⑦加氫站等基礎網路設施建設幾乎為零，目前全球范圍內投入使用的加氫站僅有100多家，且大部分是用於實驗用途的。如果說技術和成本是科研機構和企業通過努力可以自行解決的問題，那麼相應的配套設施建設則不是舉一人之力可以完成的，需要國家政策、產業鏈條、基礎設施建設等多方面的准備，並及時制定完善的行業標准和規范 加氫站等基礎設施建設，既涉及城市規劃、交通、電力等問題，又要解決投資和經營者的獲利問題，同時還要有效解決加氫的核心技術和統一標准等問題。對於有一定行駛區間的公交車而言，這個問題可能容易解決，但是對於私家車而言要解決這些問題就任重而道遠了。

G. 什麼是燃料電池電動汽車

什麼是燃料電池電動汽車？燃料電池電動汽車是利用氫氣和空氣中的氧在催化劑的作用下在燃料電池中經電化學反應產生的電能，並作為主要動力源驅動的汽車。
燃料電池電動汽車實質上是電動汽車的一種，在車身、動力傳動系統、控制系統等方面，燃料電池電動汽車與普通電動汽車基本相同，主要區別在於動力電池的工作原理不同。
一般來說，燃料電池是通過電化學反應將化學能轉化為電能，電化學反應所需的還原劑一般採用氫氣，氧化劑則採用氧氣，因此最早開發的燃料電池電動汽車多是直接採用氫燃料，氫氣的儲存可採用液化氫、壓縮氫氣或金屬氫化物儲氫等形式。
純燃料電池車只有燃料電池一個動力源，汽車的所有功率附和都有燃料電池承擔。燃料電池汽車多採用混合驅動形式，在燃料電池的基礎上，增加了一組電池或超級電容作為另一個動力源。主要結構有：能量控制單元，空氣壓縮機，燃料電池堆，高壓儲氫瓶，動力電池組，電動機。高壓儲氫瓶提供燃料，動力電池組提供而外的功率，讓車加速、爬坡和高速運行。

H. 燃料電池電動汽車是怎樣的工作原理

1、燃料電池電動汽車的動力系統主要由燃料電池發動機、燃料存儲裝置（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，且有無污染、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）、運行平穩、雜訊小等優點。
燃料電池作為電動汽車的動力來源，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不污染環境。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，在制備、供應、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。

I. 燃料電池電動汽車控制系統的主要關鍵技術有哪些

燃料電池系統組成：陽極供氫系統、陰極供氣系統、電堆液冷系統、進氣加濕系統、電堆反應系統

BOP部件組成：罐、不同閥、不同泵、節氣門、濾清器、加濕器、水箱、熱交換器、離子過濾器;控制系統、逆變系統、感測器等

燃料電池涉及學科及知識領域：1.機械-不同結構部件-水循環-液冷系統壓力反饋-液冷系統恆溫控制-循環控制。2.電氣：-整流逆變-DCDC。3.控制：-閥、泵、電機、節氣門等控制。

涉及到的學科領域：

1.熱力學：-電堆溫度、液冷系統溫度、氣相及液相影響、-化學變化、不同部件熱損耗等-熵、焓、溫度、壓力、流量、摩爾質量計算；-溫度、壓力對化學變化的影響、-質量、能量守恆

2.化學：-化學物質的屬性-化學平衡方程-混合物及臨界狀態計算

3.動力學：-流體力學-物質狀態-氣、液物質黏度-流量影響

燃料電池系統級建模需要滿足：

燃料電池的控制系統HIL以及MIL的需求、基於Matlab/Simulink、具備不同部件的模型庫、快速搭建系統級模型、方便的前後處理及運行調試；建模需要遵循：基本數學建模理論、熱力學基本定律、電化學基本理論、熱及質子傳輸基本理論；基本的化學物質的熱物理參數：支持不同的燃料、介質等選擇。

可參考山東氫探新能源的Thermolib模型。

Thermolib熱力學及燃料電池模擬模型1.基於MATLAB/Simulink環境2.熱力學及燃料電池模擬的模型軟體。3.用於HIL以及MIL開發階段4.低成本、快速搭建燃料電池系統5.提供了燃料電池模型模擬所需要的熱力學、流體力學電化學反應等模型庫6.提供泵、閥、壓縮機、增濕器、冷卻系統、罐等外圍模型。