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1、新 能 源 汽 车主讲人：仇宝春 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物第二章动力电池与能量存储目 录 动力电池与能量存储 1.1 概述 1.2 电化学蓄电池 1.3 新能源汽车其他储能系统 1.4 混合能量存储系统 1.5 蓄电池的测试 复 习 1.铅酸蓄电池正负极板物质？2.锂离子电池结构？3.镍氢电池结构特点？ 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物新能源汽车用其他储能系统有燃料电池超级 电容器
2、飞轮电池混合能量储存系统动力电池+超级电容动力电池加燃料电池学习内容学习目标 1.了解燃料电池分类及工作原理2.知道燃料电池的特点3.了解车用燃料电池系统4.了解超级电容器和飞轮电池的工作原理，知道各自特点5.了解其他混合能量存储系统导 入氢动力汽车氢动力汽车中燃料是什么？是以何种形式转化为汽车的动力的？视频2014年丰田Mirai燃料电池轿车上市，标志着氢燃料电池汽车技术实现重大进步，氢燃料电池汽车的技术已经从基础研究、样车示范进入工程化、商品化发展阶段。2016年全球氢燃料电池汽车销量为2312辆，与2015年相比，增幅为225%。主要有3款车型：丰田Mirai、本田Clarity、现代i
3、x35FC，其中，丰田Mirai销售2039辆，主要用于运营。2017年全球总销售量未超过5000辆2025我国建成加氢站50座，乘用车推广不少于2万辆、其它特种车辆推广不少于1万辆。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物燃料电池问题一：什么是燃料电池？问题二：燃料电池的分类？燃料电池汽车动力布局工作原理工作原理燃料电池汽车动力链的主流技术为“电-电”混合模式，平稳运行时依靠燃料电池提供动力，需要高功率输出时，燃料电池与二次电池共同供电，在低载或怠速工况燃料电池给二次电池充电燃料电池工作原理工作原
4、理燃料电池实质上是电化学反应发生器。燃料电池的反应原理是将燃料中的化学能通过电化学反应直接转化为电能。氢氧燃料电池供电的过程实际上就是一个电解水的逆过程，通过氢氧的化学反应生成水并释放电能。燃料电池工作原理工作原理见 视 频对照文字，理解其工作原理燃料电池汽车动力布局工作原理工作原理燃料电池动力电池控制装置电动机燃料电池汽车动力链的主流技术为“电-电”混合模式，平稳运行时依靠燃料电池提供动力，需要高功率输出时，燃料电池与二次电池共同供电，在低载或怠速工况燃料电池给二次电池充电燃料电池特特 点点优点缺点车用燃料电池系统质子交换膜燃料电池质子交换膜燃料电池车用燃料电池系统质子交换膜燃料电池质子交换
5、膜燃料电池关键技术质子交换膜质子交换膜质子交换膜直接影响燃料电池的使用寿命。主要作用：一方面为电解质提供氢离子通道，一方面作为隔膜隔离两极反应气体。催化剂层起到支撑作用。关键技术质子交换膜质子交换膜研究方向提高膜的质子交换容量降低膜的厚度以减小电阻降低膜的制作成本延长膜的使用寿命关键技术质子交换膜质子交换膜分类全氟质子交换膜部分氟化聚合物质子交换膜非氟聚合物质子交换膜复合质子交换膜关键技术质子交换膜质子交换膜车用燃料电池系统电极催化剂电极催化剂电极催化剂是燃料电池的关键材料之一，其作用促进氢、氧在电极上的氧化还原过程。研究新型高稳定、高活性的低Pt或非Pt催化剂是目前的热点。车用燃料电池系统电
6、极催化剂电极催化剂Pt铂提高铂的利用率寻找高效廉价的Pt催化剂替代品车用燃料电池系统双极板双极板BP的作用是传导电子、分配反应气并带走生成水。车用燃料电池系统燃料电池堆燃料电池堆燃料电池电堆是燃料电池发电系统的核心。车用燃料电池系统燃料电池堆燃料电池堆选择合适的电路连接方式。如何向各燃料电池单元充分供应燃料和氧化剂。关键技术优异的防气体泄漏结构设计。车用燃料电池系统燃料电池堆燃料电池堆选择合适的电路连接方式。如何向各燃料电池单元充分供应燃料和氧化剂。关键技术车用燃料电池系统反应气体供给系统反应气体供给系统压力防止污染车载空压机的任务是提供燃料电池发电所需要的氧化剂（空气中的氧气），常用的空压机
7、种类有离心式、螺杆式、罗茨式等。车用燃料电池系统水 热 管 理 系 统水 热 管 理 系 统排热反应过程离不开水超级电容器工作原理工作原理超级电容器的“超级”是来与一般电容器相比拟的。超级电容器也叫法拉电容、黄金电容，是基于极板电解液双电层理论发展起来的一类新型储能组件，具有超大的法拉级电容量。超级电容器工作原理工作原理（a）商业化卷绕式双电层超级电容器内部结构（b）卷绕式电容器外观（c）纽扣式电容器超级电容器工作原理工作原理超级电容器工作原理工作原理超级电容器工作原理工作原理超级电容器工作原理工作原理超级电容器优缺点优缺点飞轮电池飞轮储能电池系统包括三个核心部分:一个飞轮，电动机-发电机电力
8、电子变换装置。飞轮电池电力电子变换装置从外部输入电能驱动电动机旋转，电动机带动飞轮旋转，飞轮储存动能(机械能)，当外部负载需要能量时，用飞轮带动发电机旋转，将动能转化为飞轮储能原理图电能，再通过电力电子变换装置变成负载所需要的各种频率、电压等级的电能，以满足不同的需求。飞轮电池飞轮的转速可达4000050000r/min，飞轮一般都采用碳纤维制成，为了减少充放电过程中的能量损耗(主要是摩擦力损耗)，电机和飞轮都使用磁轴承，使其悬浮，以减少机械摩擦;电动汽车用飞轮电池的发展主要依赖三大关键技术：磁悬浮轴承技术、飞轮电池电机、飞轮转子稳定控制技术。飞轮电池优缺点优缺点优点缺点(1)能量密度高:储能
9、密度可达100200 wh/kg，功率密度可达5 000l0 000 w/kg。(2)能量转换效率高:工作效率高达百分之90。(3)体积小、重量轻:飞轮直径约二十多厘米，总重在十几千克左右。(4)工作温度范围宽:对环境温度没有严格要求。(5)使用寿命长:不受重复深度放电影响，能够循环几百万次运行，预期寿命20年以上。(6)低损耗、低维护:磁悬浮轴承和真空环境使机械损耗可以被忽略，系统维护周期长。 1）飞轮电池系统一般放置在高真空的密封机壳内，导致转子的温度极易升高。 2）待机损耗高(自放电率高)，如停止充电，飞轮电池储存的能量在几到几十个小时内会自行耗尽。 3）对于车用飞轮电池，汽车不同行驶状态及所行驶的道路状况均会导致陀螺效应的产生，使得飞轮转子系统极易失稳。 4）如何保证频繁启停及复杂路况下飞轮高速工况稳定旋转也是值得进一步研究的技术瓶颈。5）飞轮电池的体积和质量是限制其推广车载应用的关键因素。混合能量存储系统动力电池动力电池+超级电容超级电容混合能量存储系统动力电池动力电池+燃料电池燃料电池