燃料电池电动汽车作用

⑴ 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。

⑵ 燃料电池汽车的优点有哪些

与传统汽车相比，燃料电池汽车具有以下优点:

1.零排放或接近零排放。

2.减少了漏油造成的水污染。

3.减少温室气体的排放。

4.燃料电池转换效率高(60%左右)，整车燃油经济性好。

5.运行平稳，无噪音。

燃料电池电动汽车本质上是零排放汽车。燃料电池没有燃烧过程。如果使用纯氢作为燃料，氢和氧通过电化学方法结合，得到的产物是清水。

其他富氢有机化合物在车载重整器中用作燃料电池的燃料以产生氢气。除了水，产品可能含有少量的CO2，但其排放量远低于内燃机，没有其他污染排放(如氮氧化物、硫氧化物、碳氢化合物或颗粒)，接近零排放。与传统汽车相比，它不仅减少了漏油造成的水污染，还减少了温室气体排放。

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和中间环节，不经过热机过程，不受热循环(卡诺循环)限制，能量转换效率高。燃料电池的化学能转换效率理论上可以达到100%，实际效率已经达到60% ~ 80%，是普通内燃机的2 ~ 3倍(汽油发动机和柴油发动机的效率分别为16% ~ 18%和22% ~ 24%)，因此，从节能的角度来看，燃料电池汽车明显优于使用内燃机的普通汽车。

⑶ 燃料电池汽车的运行原理是什么

燃料电池汽车是用燃料电池代替蓄电池产生电能，从而供电给车上的电动机使其运转。燃料电池与蓄电池不同，必须从电池外部源源不断地向电池提供燃料，燃料一般用天然气、甲烷、煤气等含氢化合物。在电池的工作室内，燃料中的氢被分离出来，和输入的空气中的氧气结合生成水，同时就产生电能。也有的燃料电池输入的燃料就是氢，称为氢燃料电池。用于汽车的燃料电池的功率一般可以达到50千瓦以上，这样就解决了蓄电池电动汽车存在的蓄电池容量小，车的行程短的难题。惟一的缺点就是燃料电池的成本比较高。

第一代燃料电池汽车已经在美国、加拿大、日本等国进行了试验。燃料电池汽车行驶时没有废气，也没有发动机的噪声。随着新型燃料电池的研制，其成本可望下降。

燃料电池汽车具有无污染、低噪音，起动迅速，使用方便等优点，因此，将成为二十一世纪首选的绿色汽车。

⑷ 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。

⑸ 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。

⑹ 燃料电池汽车相对于其他新能源汽有哪些优势

优点：
1、零排放或近似零排放。
2、减少了机油泄露带来的水污染。
3、降低了温室气体的排放。
4、燃油电池的转化效率高（60%左右），整车燃油经济性良好。
5、运行平稳、无噪声。
缺点：
燃料电池成本高昂，同时使用成本（氢）也昂贵。

⑺ 燃料电池电动车由哪几部分组成 各有什么作用。

1、燃料电池发动机（FCE）：主要由燃料电池堆、进气系统、排水系统、供氢系统、冷却系统、电堆控制单元和监控系统组成。主要动力源。
2、动力蓄电池组：辅助动力源。
3、电流变换器：交直流变换。
4、动力总成：传递动力、换档。
5、氢气系统：提供氢气。
6、动力控制单元：动力控制、故障诊断。

⑻ 什么是燃料电池汽车

燃料电池汽车的工作原理是，作为燃料的氢在汽车搭载的燃料电池中，与大气中的氧气发生氧化还原化学反应，产生出电能来带动电动机工作，由电动机带动汽车中的机械传动结构，进而带动汽车的前桥（或后桥）等行走机械结构工作，从而驱动电动汽车前进。
7核心部件燃料电池。燃料电池的反应结果会产生极少的二氧化碳和氮氧化物，副产品主要产生水，因此被称为绿色新型环保汽车。燃料电池汽车是电动汽车的一种，其核心部件燃料电池。通过氢气和氧气的化学作用，而不是经过燃烧，直接变成电能动力。
燃料电池汽车的氢燃料能通过几种途径得到。有些车辆直接携带着纯氢燃料，另外一些车辆有可能装有燃料重整器，能将烃类燃料转化为富氢气体。单个的燃料电池必须结合成燃料电池组，以便获得必需的动力，满足车辆使用的要求。图2 为燃料电池汽车的燃料电池本体示意图。

⑼ 燃料电池电动汽车由哪几部分组成其作用是什么

1.能量控制单元
2.空气压缩机
3.燃料电池堆
4.高压储氢瓶
5.动力电池组
7.电动机

⑽ 燃料电池电动汽车指什么

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,作为主要动力源驱动的汽车。燃料电池电动汽车实质上是纯电动汽车的一种,主要区别在于动力电池的工作原理不同。