燃料电池电动汽车管理系统

A. 燃料电池电动汽车商业化存在的问题 这个论文哪里可以下载的到

综述了燃料电池电动汽车商业化存在的9个方面的问题,这些问题解决的程度和速度,关系到燃料电池电动汽车商业化的时间问题。这些问题可以分为两类:性能与成本问题和燃料供应与基础设施问题。介绍了解决这些问题的方法以及与此相关的研究方向和热点

B. 氢燃料电池电动汽车典型的实例

额，这个据说现在就日本和特斯拉在研究呢，典型案例还真不好找。

C. 燃料电池电动汽车的简介

燃料电池电动汽车实质上是电动汽车的一种，在车身、动力传动系统、控制系统等方面，燃料电池电动汽车与普通电动汽车基本相同，主要区别在于动力电池的工作原理不同。燃料电池的反应机理是将燃料中的化学能不经过燃烧直接转化为电能，即通过电化学反应将化学能转化为电能，实际上就是电解水的逆过程，通过氢氧的化学反应生成水并释放电能。电化学反应所需的还原剂一般采用氢气，氧化剂则采用氧气，因此最早开发的燃料电池电动汽车多是直接采用氢燃料，氢气的储存可采用液化氢、压缩氢气或金属氢化物储氢等形式。
燃料电池的反应不经过热机过程，因此其能量转换效率不受卡诺循环的限制，能量转化效率高；它的排放主要是水非常清洁，不产生任何有害物质。因此，燃料电池技术的研究和开发备受各国政府与大公司的重视，被认为是21世纪的洁净、高效的发电技术之一。

D. 名词解释：什么是燃料电池电动汽车

什么是燃料电池电动汽车？燃料电池电动汽车是利用氢气和空气中的氧在催化剂的作用下在燃料电池中经电化学反应产生的电能，并作为主要动力源驱动的汽车。
燃料电池电动汽车实质上是电动汽车的一种，在车身、动力传动系统、控制系统等方面，燃料电池电动汽车与普通电动汽车基本相同，主要区别在于动力电池的工作原理不同。
一般来说，燃料电池是通过电化学反应将化学能转化为电能，电化学反应所需的还原剂一般采用氢气，氧化剂则采用氧气，因此最早开发的燃料电池电动汽车多是直接采用氢燃料，氢气的储存可采用液化氢、压缩氢气或金属氢化物储氢等形式。
纯燃料电池车只有燃料电池一个动力源，汽车的所有功率附和都有燃料电池承担。燃料电池汽车多采用混合驱动形式，在燃料电池的基础上，增加了一组电池或超级电容作为另一个动力源。主要结构有：能量控制单元，空气压缩机，燃料电池堆，高压储氢瓶，动力电池组，电动机。高压储氢瓶提供燃料，动力电池组提供而外的功率，让车加速、爬坡和高速运行。
在车辆滑行时，能量控制单元将驱动电机变为发电机，从而将部分汽车动能变为电能给动力电池充电。
也就是说采用混合动力形式后，不仅可以采用功率较小的电池系统，还可以实现制动能回收。还可以是燃料电池系统的运行工况相对比较稳定，有利提高燃料电池系统效率和寿命。

E. 燃料电池电动汽车是怎样的

燃料电池电动车(FCEV)

F. 简述燃料电池电动汽车的优势和面临的问题

(1)优点。与传统汽车、纯电动汽车技术相比，燃料电池电动汽车具有以下优点：①零排放或近似零排放，绿色环保。燃料电池电动汽车在本质上是一种零排放汽车，燃料电池没有燃烧过程，若以纯氢作燃料，通过电化学的方法，将氢和氧结合，生成物是清洁的水；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的燃料，生成物除水之外还可能有少量的C02，但其排放量比内燃机要少得多，且没有其他污染排放（如氧化氮、氧化硫、碳氢化物或微粒）问题，接近零排放。与传统汽车相比既减少了机油泄漏带来的水污染，又降低了温室气体的排放。②能量转换效率高，节约能源。燃料电池的能量转换效率极高。燃料电池没有活塞或涡轮等机械部件及中间环节，不经历热机过程，不受热力循环（卡诺循环）限制，故能量转换效率高，燃料电池的化学能转换效率在理论上可达100%，实际效率已达60%～80%，是普通内燃机热效率的2～3倍(汽油机和柴油机汽车整车效率分别为16%-18%和22%～24%)。因此，从节约能源的角度来看，燃料电池汽车明显优于使用内燃机的普通汽车。③燃料多样化，优化了能源消耗结构。燃料电池所使用的氢燃料来源广泛，自然界中，氢能大量存储在水中，可采用水分解制氢，也可以从可再生能源获得，可取自天然气、丙烷、甲醇、汽油、柴油、煤以及再生能源。燃料来源的多样化有利于能源供应安全和利用现有的交通基础设施（如加油站等）。燃料电池不依赖石油燃料，各种可再生能源可以转化为氢能加以有效利用，减少了对石油资源的依赖，优化了交通能源的构成。④续驶里程长，性能优于其他电池的电动汽车。采用燃料电池发电系统作为能量源，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。燃料电池汽车可以车载发电，只要带上足够的燃料，它可以把我们送到任何想去的地方。燃料电池电动汽车在成本和整体性能上（特别是行程和补充燃料时间上）明显优于其他电池的电动汽车。⑤过载能力强。燃料电池除了在较宽的工作范周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，更适合于汽车的加速、爬坡等工况．燃料电池的短时过载能力可达200%的额定功率。⑥运行平稳、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，摆脱了马达的轰鸣，运行过程中噪声和振动都较小。(2)缺点。汽车业界普遍认同的一个观点是，燃料电池技术是内燃机技术最好的替代物，代表了汽车未来的发展方向。但如果将发展燃料电池汽车的几个制约因素考虑进来，则会发现燃料电池汽车目前和今后一段时间尚不具备商业化的条件。①燃料电池汽车的制造成本和使用成本过高。制约燃料电池汽车推广应用的最大因素之一是燃料电池的生产成本一直居高不下。如何降低燃料电池的生产成本成为燃料电池汽车实用化的关键。据美国能源部测算，目前燃料电池的生产成本已降为500美元／kN。专家估计，只有当燃料电池的生产成本降至50美元／kW的水平才能为消费者所接受．也就是说．当一台80kW的汽车用燃料电池的成本降到目前汽油发动机的3500美元的价格时，才能创造巨大的市场效益。从市场经济学角度讲，高成本很难完成市场化推广，而无法实现市场化就不可能大规模批量生产，进而成本就无法降下来，最终导致成本与销售的恶性循环。另一方面，燃料电池汽车的使用成本过也高，氢气的售价并不廉价，因此燃料电池车的运行成本并不令人乐观。目前由燃料电池发电系统提供lkW·h电能的成本远高于各种动力电池，这从一个侧面反映了作为汽车动力源，燃料电池还有相当远的距离。②启动时间长，系统抗震能力还需提高。采用氢气为燃料的FCEV启动时间一般需要超过3min，而采用甲醇或者汽油重整技术的FCEV则长达lOmin，比起内燃机汽车启动的时间长得多，影响其机动性能。此外，当FCEV受到振动或者冲击时，各种管道的连接和密封的可靠性需要进一步的提高，以防止泄漏，降低效率，严重时引发安全事故。③经济且无污染地获取纯氢燃料还存在技术难点。通过重整或改质技术转化传统的化石燃料获取纯氢天然气，不仅要消耗大量的能量，而且并没有从根本上摆脱对化石能的依赖，也没有从根本上消除对环境的污染。自然界中，氢能大量存储在水中，虽然取之不尽，但直接使用热分解或是电解的办法从水中制氢显然不划算。因此多数科学家都将目光转向了利用太阳能，但是还存在许多技术障碍。目前，他们正在进行太阳能分解水制氢、太阳能发电电解水制氢、阳光催化光解水制氢、太阳能生物制氢等方面的研究。只有到了能以再生性能源廉价地生产出氢燃料，氢燃料电池民用汽车的燃料问题才算获得了根本性解决。④氢燃料电池汽车燃料的供应还有大量的技术问题有待解决。通常氢能以三种状态存储和运输：高压气态、液态和氢化物形态。用常用的压缩气体罐储存的氢，只能供燃料电池汽车行驶150km，续驶里程太短，还不如蓄电池驱动的汽车。由于氢气是最小的分子，很容易造成泄漏。哪怕是微量的泄漏，都有可能造成极度可怕的后果。而在-253℃的条件下储存液氢的深度制冷技术目前还很不成熟．就全球来说，目前能够加液氢的加氢站也没有几家。值得欣慰的是，储氢材料的开发已取得了一定的进展。⑤供应燃料辅助设备复杂，且质量和体积较大 在以甲醇或者汽油为燃料的FCEV中，经重整器出来的“粗氢气”含有使催化剂“中毒”失效的少量有害气体，必须采用相应的净化装置进行处理，增加了结构和工艺的复杂性，并使系统变得笨重。目前普遍采用氢气燃料的FCEV，因需要高压、低温和防护的特种储存罐，导致体积庞大，也给FCEV的使用带来了许多不便。⑥稀有金属铂金Pt被大量应用也制约着燃料电池电动汽车的推广应用。稀有金属铂金作为燃料电池必不可少的反应催化剂，按照现有燃料电池对铂金的消耗量，地球上所有的铂金储量都用来制作车用燃料电池，也只能满足几百万辆车的需求。⑦加氢站等基础网络设施建设几乎为零，目前全球范围内投入使用的加氢站仅有100多家，且大部分是用于实验用途的。如果说技术和成本是科研机构和企业通过努力可以自行解决的问题，那么相应的配套设施建设则不是举一人之力可以完成的，需要国家政策、产业链条、基础设施建设等多方面的准备，并及时制定完善的行业标准和规范 加氢站等基础设施建设，既涉及城市规划、交通、电力等问题，又要解决投资和经营者的获利问题，同时还要有效解决加氢的核心技术和统一标准等问题。对于有一定行驶区间的公交车而言，这个问题可能容易解决，但是对于私家车而言要解决这些问题就任重而道远了。

G. 什么是燃料电池电动汽车

什么是燃料电池电动汽车？燃料电池电动汽车是利用氢气和空气中的氧在催化剂的作用下在燃料电池中经电化学反应产生的电能，并作为主要动力源驱动的汽车。
燃料电池电动汽车实质上是电动汽车的一种，在车身、动力传动系统、控制系统等方面，燃料电池电动汽车与普通电动汽车基本相同，主要区别在于动力电池的工作原理不同。
一般来说，燃料电池是通过电化学反应将化学能转化为电能，电化学反应所需的还原剂一般采用氢气，氧化剂则采用氧气，因此最早开发的燃料电池电动汽车多是直接采用氢燃料，氢气的储存可采用液化氢、压缩氢气或金属氢化物储氢等形式。
纯燃料电池车只有燃料电池一个动力源，汽车的所有功率附和都有燃料电池承担。燃料电池汽车多采用混合驱动形式，在燃料电池的基础上，增加了一组电池或超级电容作为另一个动力源。主要结构有：能量控制单元，空气压缩机，燃料电池堆，高压储氢瓶，动力电池组，电动机。高压储氢瓶提供燃料，动力电池组提供而外的功率，让车加速、爬坡和高速运行。

H. 燃料电池电动汽车是怎样的工作原理

1、燃料电池电动汽车的动力系统主要由燃料电池发动机、燃料存储装置（主要用于储氢）、驱动电机、动力电池组等组成，采用燃料电池发电作为主要能量源，通过电机驱动车辆前进。燃料电池是利用氢气和氧气（或空气）在催化剂的作用下直接经电化学反应产生电能的装置，且有无污染、排放物只有水的优点。
2、燃料电池电动汽车具有效率高、节能环保（以氢气为能源、排放物为水）、运行平稳、噪声小等优点。
燃料电池作为电动汽车的动力来源，其特点主要表现在：
①能量转化效率高。燃料电池的能量转换效率可高达60%～80%，是内燃机的2~3倍。
②不污染环境。燃料电池的燃料是氢和氧，生成物是清洁的水，它本身工作不产生CO和C02，也没有硫和微粒排出，没有高温反应，也不产生NOx。如果使用车载的甲醇重整催化器供给氢气，仅会产生微量的CO和较少的C02。
3、燃料电池是一种不燃烧燃料而直接以电化学反应方式将燃料的化学能转变为电能的高效发电装置。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成为氢离子(H+)和电子(e-)，H+穿过燃料电池的电解质层向阴极(氧化极)方向运动，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(O2)，氧气在阴极催化剂作用下离解成为氧原子(O)，与通过外部电路流向阴极的e-和燃料穿过电解质的H+结合生成稳定结构的水(H2O)，完成电化学反应放出热量。
4、现阶段，燃料电池的许多关键技术还处于研发试验阶段。此外，燃料电池的理想燃料——氢气，在制备、供应、储运等方面距离产业化还有大量的技术与经济问题有待解决。
作为燃料电池必不可缺少的反应催化剂——稀有金属铂金(Pt)被大量应用。按照现有燃料电池对铂金的消耗量，地球上所有储量都用来制造车用燃料电池，也仅能满足几百万辆车的需求。因此如何降低稀有金属用量也是燃料电池电动汽车推广应用的技术和资源瓶颈之一。

I. 燃料电池电动汽车控制系统的主要关键技术有哪些

燃料电池系统组成：阳极供氢系统、阴极供气系统、电堆液冷系统、进气加湿系统、电堆反应系统

BOP部件组成：罐、不同阀、不同泵、节气门、滤清器、加湿器、水箱、热交换器、离子过滤器;控制系统、逆变系统、传感器等

燃料电池涉及学科及知识领域：1.机械-不同结构部件-水循环-液冷系统压力反馈-液冷系统恒温控制-循环控制。2.电气：-整流逆变-DCDC。3.控制：-阀、泵、电机、节气门等控制。

涉及到的学科领域：

1.热力学：-电堆温度、液冷系统温度、气相及液相影响、-化学变化、不同部件热损耗等-熵、焓、温度、压力、流量、摩尔质量计算；-温度、压力对化学变化的影响、-质量、能量守恒

2.化学：-化学物质的属性-化学平衡方程-混合物及临界状态计算

3.动力学：-流体力学-物质状态-气、液物质黏度-流量影响

燃料电池系统级建模需要满足：

燃料电池的控制系统HIL以及MIL的需求、基于Matlab/Simulink、具备不同部件的模型库、快速搭建系统级模型、方便的前后处理及运行调试；建模需要遵循：基本数学建模理论、热力学基本定律、电化学基本理论、热及质子传输基本理论；基本的化学物质的热物理参数：支持不同的燃料、介质等选择。

可参考山东氢探新能源的Thermolib模型。

Thermolib热力学及燃料电池仿真模型1.基于MATLAB/Simulink环境2.热力学及燃料电池仿真的模型软件。3.用于HIL以及MIL开发阶段4.低成本、快速搭建燃料电池系统5.提供了燃料电池模型仿真所需要的热力学、流体力学电化学反应等模型库6.提供泵、阀、压缩机、增湿器、冷却系统、罐等外围模型。