燃料电池电动汽车是什么
燃料电池电动汽车是燃料电池中的氢、氧等燃料在催化剂的作用下在空气体中发生电化学反应产生电能驱动的汽车。
燃料电池汽车(FCV)的动力系统主要由燃料电池发动机、燃料箱(氢气瓶)、电机、动力蓄电池等组成。燃料电池发电作为主要能源,电机驱动车辆前进。燃料电池是利用氢气和氧气(或空气体)在催化剂的作用下,通过电化学反应直接产生电能的装置,燃料电池电动车就是利用这种电能来驱动车辆。它的排放物只有水,具有无污染的优点。
世界上第一辆量产的氮燃料电池电动汽车Ix35在现代汽车韩国蔚山工厂正式下线。该车使用功率为100千瓦的燃料电池堆,为功率为100千瓦的电机提供能量。该电机可提供300米的峰值扭矩、12.5秒的加速时间、151李芬/小时的最大速度和594套的驱动范围。氮气储存罐可储存5.6公斤氢气,即每公斤氮气燃料可支持汽车行驶106英里。
燃料电池工作原理是什么
燃料电池是将燃料的化学能直接转化为电能的化学装置,也称为电化学发电机。是继水电、火力发电、原子能发电之后的第四种发电技术。
由于燃料电池通过电化学反应将燃料化学能中的吉布斯自由能转化为电能,不受卡诺循环效应的限制,因此效率高。此外,燃料电池使用燃料和氧气作为原料;同时没有机械传动部件,所以没有噪音污染,排放的有害气体也很少。因此,从节能和生态环境保护的角度来看,燃料电池是最有前途的发电技术。
通过电化学反应将燃料和氧化剂的化学能直接转化为电能的发电装置。理论上,燃料电池可以在接近100%的热效率下运行,这是非常经济的。目前由于各种技术因素的限制,考虑到整个装置系统的能耗,实际运行中各种燃料电池的总转化效率大多在45% ~ 60%的范围内,除热利用率可达80%以上。此外,燃料电池装置不包含或包含很少的运动部件,这是可靠的,需要较少的维护,并且比传统的发电机组更安静。此外,电化学反应干净彻底,很少产生有害物质。所有这些都使燃料电池成为一个有前途的能源发电厂。
燃料电池电动汽车有什么特点?
燃料电池电动汽车是利用氢气等燃料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。特点
1)能量转化效率高。燃料电池的能量转换效率可高达60~80%,为内燃机的2~3倍;
2)零排放,不污染环境。燃料电池的燃料是氢和氧,生成物是清洁的水;
3)氢燃料来源广泛,可以从可再生能源获得,不依赖石油燃料
与传统汽车相比,燃料电池汽车具有以下优点:
1、零排放或近似零排放。
2、减少了机油泄漏带来的水污染。
3、降低了温室气体的排放。
4、提高了燃油经济性。
5、提高了发动机燃烧效率。
6、运行平稳、无噪声。
燃料电池汽车的工作原理是,使作为燃料的氢在汽车搭载的燃料电池中,与大气中的氧发生化学反应,产生出电能发动电动机,由电动机带动汽车中的机械传动结构,进而带动汽车的前后万向轴、后桥等行走机械结构,转动车轮驱动汽车。
核心部件燃料电池采用的能源间接来源是甲醇、天然气、汽油等烃类化学物质,通过相关的燃料重整器发生化学反应间接地提取氢元素;直接来源就是石化裂解反应提取的纯液化氢。
燃料电池的反应结果将会产生极度少的二氧化碳和氮氧化物,这类化学反应除了电能外的副产品主要产生水,因此燃料电池汽车被称为绿色的新型环保汽车。
从驾驶体验上说电动车与燃料电池汽车有什么区别
1、燃料电池汽车也可以算作电动汽车,就像汽车加油一样,在一定的时间里面,给电池灌满一定的燃料,从驾驶的体验上面来说,电动车与燃料电池汽车有什么区别,电动汽车在驾驶上面来说有着安静,加速的特点之一,纯电动汽车的原理是依靠电池储备能源,用电机驱动汽车行驶。2、以特斯拉Model3为例,在车辆的性能上面百公里加速只有3.5秒,从驾驶体验上面给人的感受还是比较好的,操控性能还是比较强的,而燃料电池汽车从车辆的特点来说,燃料电池汽车以氢气为能源,工作原理是把氢输入燃料电池中,氢原子的电子被质子交换膜阻隔,通过外电路从负极传导到正极,成为电能驱动电动机。燃料电池汽车使用和电动汽车一样的电动马达,性能表现差不多。
燃料电池电动汽车的组成部分
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。此为主要动力源。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。
燃料电池电动汽车除了在车身、控制器及驱动系统等方面面临着与电动汽车相同的问题之外,在其储能动力源——燃料电池方面还有较多问题急需解决,氢燃料电池在氢燃料制取、储存及携带等方面以及非氢燃料电池的重整系统的效率、体积、质量大小及反应速度等方面的技术还需进一步提高。
什么是燃料电池汽车
燃料电池汽车( FCV) 是一种用车载燃料电池装置产生的电力作为动力的汽车。车载燃料电池装置所使用的燃料为高纯度氢气或含氢燃料经重整所得到的高含氢重整气。与通常的电动汽车比较, 其动力方面的不同在于FCV 用的电力来自车载燃料电池装置, 电动汽车所用的电力来自由电网充电的蓄电池。因此, FCV 的关键是燃料电池。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。这种电化学反应与氢气在氧气中发生的剧烈燃烧反应是完全不同的, 只要阳极不断输入氢气, 阴极不断输入氧气, 电化学反应就会连续不断地进行下去, e-就会不断通过外部电路流动形成电流, 从而连续不断地向汽车提供电力。与传统的导电体切割磁力线的回转机械发电原理也完全不同, 这种电化学反应属于一种没有物体运动就获得电力的静态发电方式。因而, 燃料电池具有效率高、噪音低、无污染物排出等优点, 这确保了FCV 成为真正意义上的高效、清洁汽车。
为满足汽车的使用要求, 车用燃料电池还必须具有高比能量、低工作温度、起动快、无泄漏等特性,在众多类型的燃料电池中, 质子交换膜燃料电池( PEMFC) 完全具备这些特性, 所以FCV 所使用的燃料电池都是PEMFC。
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