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2分钟快速了解燃料电池汽车的组成及原理
时间: 2024-07-04 22:31:45 | 作者: 企鹅电竞手机网页版登录
的最理想形态，因为其排放物是水，完全达到零排放零污染。目前燃料电池未批量应用，普遍应用于一些针对特定场景的商用车上，国内汽车发展也呈现“重商轻乘”的特点，但国内主流车企也在该领域逐步展开布局，或许未来会成为新能源汽车的主要技术路线之一。那么今天就给大家粗略地介绍一下燃料电池的工作原理以及
燃料电池系统主要是由燃料电池堆、氢气系统、空气系统、冷却系统几个大模块组成。
① 燃料电池堆是系统的核心组件，内部反应并非是通过燃烧产生能量，而是氢气和氧气通过化学反应，将化学能转化为电能。以电解质为质子交换膜的燃料电堆为例说明一下反应过程：氢气进入阳极板，在催化剂作用下分解为氢离子和电子，氢离子穿过交换膜到达阴极，而电子通过外电路到达阴极，从而形成电流。然后在阴极催化剂作用下，氧气与氢离子和来自外电路的电子发生反应生成水，形成闭环。其中反应公式如下：
② 氢气系统：包含储氢罐、调压阀、氢气喷射器、氢气循环泵、水气分离器等。主要是提供燃料电堆的阳极氢气来源，同时保证提供氢气的纯度及压力。
③ 空气系统：包含空气滤清器、空气流量计、空压机、中冷器、三通阀、空气背压阀、消声器等。主要是提供燃料电堆的阴极氧气来源，同时保证提供氧气的纯度及压力。
④ 冷却系统：包含水泵、节温器、去离子器、散热器等，主要是为总系统的发热量来管理，确保系统的温度保持在高效区间。
二、燃料电池汽车简称FCEV，按动力源的多样性划分，可分为纯燃料电池驱动的FCEV、燃料电池与辅助动力电池联合驱动的FCEV，以及燃料电池与超级电容联合驱动的FCEV，这里着重讲一下前两类。
①纯燃料电池驱动的FCEV：这种类型只有氢燃料一种动力源，将电堆反应产生的电能通过DC/DC转换器和电机控制器传给驱动电机，驱动电机将电能转换成机械能驱动车辆行驶。此种系统结构相对比较简单，有利于整车轻量化，但燃料电池功率大，成本高，且不可以进行制动能量回收。
②燃料电池与动力电池联合驱动的FCEV：燃料电池与动力电池一起为驱动电机提供电能，驱动电机将电能转化为机械能传驱动车辆行驶。在车辆制动时，驱动电机变成发电机，动力电池将储存制动回馈的能量，在燃料电池和动力电池联合供能时，燃料电池的功率输出变化较为平缓，跟着时间变化的波动变小，而功率需求变化的高频部分有动力电池分担。
这种结构及形式应用是较为广泛的，它不仅解决了车上辅助设备的供电，水热管理系统供电、燃料电堆加热、能量回收等问题，主要的优点是系统对燃料电池的功率要求较纯燃料电池类型有很大的降低，从而大幅度的降低了整车成本，燃料电池可以在一个比较文帝稳定的条件下工作，效率比较高，系统对燃料电池的动态响应性能要求较低。
最后，燃料电池与动力电池联合驱动的FCEV的工作原理用下面的图片总结一下，简单表述为：高压储氢罐中的氢气和外部空气中的氧气在汽车搭载的燃料电池堆中发生氧化还原反应，产生出电能，从而驱动电机工作带动车辆行驶，其中动力电池可提供车辆启动或爬坡时的额外瞬时大功率，保证整车动力性，同时可回收制动回馈能量。
