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1、项目四项目四燃料电池汽车燃料电池汽车u学学习目目标u理解燃料理解燃料电池汽池汽车的基本概念，熟悉燃料的基本概念，熟悉燃料电池的池的工作原工作原理理u了解了解燃料燃料电池的池的类型型u了解燃料了解燃料电池汽池汽车的的优缺点缺点u学学习任任务描述描述u燃料燃料电池也是池也是电池，那么燃料池，那么燃料电池汽池汽车与与电动汽汽车的区的区别是什么？燃料是什么？燃料电池作池作为汽汽车的的动力来源，它是如何工作的？力来源，它是如何工作的？学习任务学习任务u1.燃料燃料电池汽池汽车基基础知知识u2.燃料燃料电池汽池汽车的工作原理与的工作原理与结构构u3.燃料燃料电池汽池汽车的的实例例学习任务学习任务u1.燃料
2、燃料电池汽池汽车基基础知知识u2.燃料燃料电池汽池汽车的工作原理与的工作原理与结构构u3.燃料燃料电池汽池汽车的的实例例引导问题引导问题1：什么是燃料电池汽车？什么是燃料电池汽车？（视频：氢燃料汽车视频：氢燃料汽车）u燃料燃料电池汽池汽车是指以是指以氢气、甲醇等气、甲醇等为燃料，通燃料，通过化学反化学反应产生生电流，依靠流，依靠电机机驱动的汽的汽车。u其其核心部件是燃料核心部件是燃料电池池，燃料，燃料电池是一种能池是一种能够持持续的通的通过发生在阳极和阴极的氧化生在阳极和阴极的氧化还原反原反应将化学能将化学能转化化为电能的能的能量能量转换装置。装置。u燃料燃料电池与常池与常规电池的池的区区别在
3、于，它工作在于，它工作时需要需要连续不断不断地向地向电池内池内输入燃料和氧化入燃料和氧化剂，只要持，只要持续供供应，燃料，燃料电池池就会不断提供就会不断提供电能。能。u燃料燃料电池池电动汽汽车实质上是上是电动汽汽车的一种，在的一种，在车身、身、动力力传动系系统、控制系、控制系统等方面，燃料等方面，燃料电池池电动汽汽车与普通与普通电动汽汽车基本相同，基本相同，主要区主要区别在于在于动力力电池的工作原理不池的工作原理不同。同。引导问题引导问题2：燃料电池汽车有哪些优缺点？：燃料电池汽车有哪些优缺点？与与传统汽汽车相比，燃料相比，燃料电池汽池汽车具有以下具有以下优点：点：1）燃料）燃料电池的能量池的
4、能量转换效率极高。效率极高。2）零排放或近似零排放。）零排放或近似零排放。3）车辆性能接近内燃机汽性能接近内燃机汽车。4）结构构简单、运行平、运行平稳燃料电池与内燃机效率对比燃料电池与内燃机效率对比引导问题引导问题2：燃料电池汽车有哪些优缺点？：燃料电池汽车有哪些优缺点？虽然然氢燃料燃料电池汽池汽车在在环保方面有很大的保方面有很大的优势，但是它，但是它还处于于发展的初展的初级阶段。段。如限制其如限制其发展的主要因素有：展的主要因素有：1）生）生产成本高成本高目前，不目前，不论是液是液态氢、气、气态氢、储氢金属金属储存的存的氢，还有碳水化合物有碳水化合物经过重整后重整后转换的的氢是燃料是燃料电池
5、的唯一燃料。池的唯一燃料。氢气的气的产生、生、储存、保管、运存、保管、运输和灌装或重整，都比和灌装或重整，都比较复复杂，对安全性要求很高。燃料安全性要求很高。燃料电池的燃料的生池的燃料的生产、运、运输、储存等成本存等成本较高。高。2）使用配套不足）使用配套不足由于由于氢燃料的生燃料的生产、储存、运存、运输等都存在一定的安全等都存在一定的安全隐患，因此加患，因此加氢站等基站等基础网网络设施建施建设相相对落后，落后，这制制约着燃料着燃料电池汽池汽车的推广。的推广。3）需要配）需要配备辅助助电池系池系统燃料燃料电池可以持池可以持续发电，但不能充，但不能充电和回收再生制和回收再生制动的反的反馈能量。通
6、常在燃料能量。通常在燃料电池汽池汽车上上须增加增加辅助助电池，来池，来储存燃料存燃料电池富裕的池富裕的电能和在燃料能和在燃料电池汽池汽车减速减速时接受再生接受再生制制动时的能量。的能量。引导问题引导问题3：燃料电池的基本原理？：燃料电池的基本原理？燃料电池的组成及其反应特征燃料电池的组成及其反应特征l燃料电池由阳极、阴极和离燃料电池由阳极、阴极和离子导电的电解质构成，其工子导电的电解质构成，其工作原理与普通电化学电池类作原理与普通电化学电池类似，燃料在阳极氧化，氧化似，燃料在阳极氧化，氧化剂在阴极还原，电子从阳极剂在阴极还原，电子从阳极通过负载流向阴极构成电回通过负载流向阴极构成电回路，产生电
7、流。路，产生电流。l燃料电池的基本组成有：燃料电池的基本组成有：电电极、电解质、燃料和催化剂。极、电解质、燃料和催化剂。二个电极被一个位于它们之二个电极被一个位于它们之间的、携带有充电电荷的固间的、携带有充电电荷的固态或液态电解质分开。在电态或液态电解质分开。在电极上，催化剂，常用来加速极上，催化剂，常用来加速电化学反应。电化学反应。引导问题引导问题4：燃料电池有哪些类型？：燃料电池有哪些类型？根据不同分类形式，燃料电池可分为多种：根据不同分类形式，燃料电池可分为多种：n1按电解质类型分类按电解质类型分类常分为：碱性燃料电池（常分为：碱性燃料电池（AlkalineFuelCell，AFC）、磷
8、酸燃料电池（）、磷酸燃料电池（PhosphoricAcidFuelCell，PAFC）、熔融碳酸盐燃料电池（）、熔融碳酸盐燃料电池（MoltenCarbonateFuelCell，MCFC）、固体氧化物燃料电池（）、固体氧化物燃料电池（SolidOxideFuelCell，SOFC）、质子交换膜燃料）、质子交换膜燃料电池（电池（ProtonExchangeMembrane，PEMFC）以及甲醇燃料电池等。）以及甲醇燃料电池等。n2按燃料电池发展分类按燃料电池发展分类把磷酸燃料电池称为第一代燃料电池，把熔融碳酸盐燃料电池称为第二代燃料电池，把把磷酸燃料电池称为第一代燃料电池，把熔融碳酸盐燃料电池
9、称为第二代燃料电池，把固体氧化物燃料电池称为第三代燃料电池。这些电池均需用可燃气体作为其发电用的燃固体氧化物燃料电池称为第三代燃料电池。这些电池均需用可燃气体作为其发电用的燃料。料。n3按燃料电池工作温度分类按燃料电池工作温度分类把碱性燃料电池、固体高分子型质子膜燃料电池和磷酸型燃料电池称为低温燃料电池；把碱性燃料电池、固体高分子型质子膜燃料电池和磷酸型燃料电池称为低温燃料电池；把熔融碳酸盐型燃料电池和固体氧化型燃料电池称为高温燃料电池，并且高温燃料电池把熔融碳酸盐型燃料电池和固体氧化型燃料电池称为高温燃料电池，并且高温燃料电池又被称为面向高质量排气而进行联合开发的燃料电池。又被称为面向高质量
10、排气而进行联合开发的燃料电池。引导问题引导问题5：各种燃料电池工作原理：各种燃料电池工作原理1质子交换膜燃料电池质子交换膜燃料电池质子交换膜燃料电池的关键材料与部件为：质子交换膜燃料电池的关键材料与部件为：电催化剂；电催化剂；电极（阴极与阳极）；电极（阴极与阳极）；质子交换膜；质子交换膜；双极板。基本构成为：电池本体、辅助系统（包括燃料及氧化剂的双极板。基本构成为：电池本体、辅助系统（包括燃料及氧化剂的循环回路，湿度、温度及压力的监控，产物水的输出及热交换装置等）和燃料及氧化循环回路，湿度、温度及压力的监控，产物水的输出及热交换装置等）和燃料及氧化剂的储存（或制造）系统。在实际应用中，还有电池
11、的安全系统和功率调节系统。剂的储存（或制造）系统。在实际应用中，还有电池的安全系统和功率调节系统。引导问题引导问题5：各种燃料电池工作原理：各种燃料电池工作原理2碱性燃料电池碱性燃料电池n碱性燃料电池是该技术发展最快的一种电池，其结构基本与质子交换膜碱性燃料电池是该技术发展最快的一种电池，其结构基本与质子交换膜燃料电池相似，但其使用的电解质为水溶液或稳定的氢氧化钾基质。燃料电池相似，但其使用的电解质为水溶液或稳定的氢氧化钾基质。碱性燃料电池结构图碱性燃料电池结构图n碱性燃料电池的工作温度大约碱性燃料电池的工作温度大约。因此起动也很快，但其电力密度因此起动也很快，但其电力密度却比质子交换膜燃料电
12、池的密度却比质子交换膜燃料电池的密度低十来倍，在汽车中使用显得笨低十来倍，在汽车中使用显得笨拙。不过，它们是燃料电池中生拙。不过，它们是燃料电池中生产成本最低的，因此可用于小型产成本最低的，因此可用于小型的固定发电装置。的固定发电装置。引导问题引导问题5：各种燃料电池工作原理：各种燃料电池工作原理3磷酸燃料电池磷酸燃料电池磷酸燃料电池采用的是磷酸燃料电池采用的是100%磷酸电解质，磷酸电解质，其常温下是固体，相变温度是其常温下是固体，相变温度是42。氢。氢气燃料被加入到阳极，在催化剂作用下气燃料被加入到阳极，在催化剂作用下被氧化成为质子。氢质子和水结合成水被氧化成为质子。氢质子和水结合成水合质
13、子，同时释放出两个自由电子。电合质子，同时释放出两个自由电子。电子向阴极运动，而水合质子通过磷酸电子向阴极运动，而水合质子通过磷酸电解质向阴极移动，如解质向阴极移动，如下下图所示。因此，图所示。因此，在阴极上，电子、水合质子和氧气在催在阴极上，电子、水合质子和氧气在催化剂的作用下生成水分子。化剂的作用下生成水分子。磷酸燃料电池的效率比其它燃料电池低，磷酸燃料电池的效率比其它燃料电池低，约为约为，其加热的时间也比质子交换膜燃，其加热的时间也比质子交换膜燃料电池长。料电池长。优点是构造简单，稳定，电优点是构造简单，稳定，电解质挥发度低等。解质挥发度低等。磷酸燃料电池可用作磷酸燃料电池可用作公共汽车
14、的动力。公共汽车的动力。磷酸燃料电池基本结构磷酸燃料电池基本结构引导问题引导问题5：各种燃料电池工作原理：各种燃料电池工作原理4熔融碳酸盐燃料电池熔融碳酸盐燃料电池熔融碳酸盐燃料电池与上述讨论的燃料电池差异较大，这种电池使用熔融碳酸盐燃料电池与上述讨论的燃料电池差异较大，这种电池使用“溶溶化的锂钾碳酸盐化的锂钾碳酸盐”或者或者“溶化的锂钠碳酸盐溶化的锂钠碳酸盐”作为电解质。当温度加热到作为电解质。当温度加热到650时，这种盐就会溶化，产生碳酸根离子，从阴极流向阳极，与氢结时，这种盐就会溶化，产生碳酸根离子，从阴极流向阳极，与氢结合生成水，二氧化碳和电子。电子然后通过外部回路返回到阴极，在这过合
15、生成水，二氧化碳和电子。电子然后通过外部回路返回到阴极，在这过程中发电。程中发电。这种电池工作的高温能在内部重整诸如天然气和石油的碳氢化合物，在燃这种电池工作的高温能在内部重整诸如天然气和石油的碳氢化合物，在燃料电池结构内生成氢。且白金催化剂可用廉价的一类镍金属代替，其产生料电池结构内生成氢。且白金催化剂可用廉价的一类镍金属代替，其产生的多余热量还可被联合热电厂利用。这种燃料电池的效率最高可达的多余热量还可被联合热电厂利用。这种燃料电池的效率最高可达60%。引导问题引导问题5：各种燃料电池工作原理：各种燃料电池工作原理5固态氧化物燃料电池固态氧化物燃料电池固态氧化物燃料电池工作温度比溶化的碳酸
16、盐燃料电池的温度还要高，其固态氧化物燃料电池工作温度比溶化的碳酸盐燃料电池的温度还要高，其工作温度位于工作温度位于之间。在这种燃料电池中，当氧阳离子从阴极移动到阳极氧之间。在这种燃料电池中，当氧阳离子从阴极移动到阳极氧化燃料气体（主要是氢和一氧化碳的混合物）时便产生能量。阳极生成的化燃料气体（主要是氢和一氧化碳的混合物）时便产生能量。阳极生成的电子通过外部电路移动返回到阴极上，减少进入的氧，从而完成循环。电子通过外部电路移动返回到阴极上，减少进入的氧，从而完成循环。固态氧化物燃料电池对目前所有燃料电池都有的硫污染具有最大的耐受性。固态氧化物燃料电池对目前所有燃料电池都有的硫污染具有最大的耐受性
17、。由于它们使用固态的电解质，这种电池比溶化的碳酸盐燃料电池更稳定。由于它们使用固态的电解质，这种电池比溶化的碳酸盐燃料电池更稳定。固态氧化物燃料电池的效率约为固态氧化物燃料电池的效率约为60%左右，具有为车辆提供备用动力的潜左右，具有为车辆提供备用动力的潜力。力。引导问题引导问题5：各种燃料电池工作原理：各种燃料电池工作原理6甲醇燃料电池甲醇燃料电池甲醇作为替代氢的燃料，被应用于燃料电池中。原因在于：甲醇是一种液甲醇作为替代氢的燃料，被应用于燃料电池中。原因在于：甲醇是一种液态燃料，易于存储、分配与运输；甲醇也是最单一的有机燃料，可以从丰态燃料，易于存储、分配与运输；甲醇也是最单一的有机燃料，
18、可以从丰富的矿物燃料中获取，可实现大规模生产。富的矿物燃料中获取，可实现大规模生产。相比其它燃料电池，甲醇燃料电池技术相对不够成熟，就当前的技术而言，相比其它燃料电池，甲醇燃料电池技术相对不够成熟，就当前的技术而言，甲醇燃料电池功率密度较低、功率响应慢，且效率也较低，距离大规模应甲醇燃料电池功率密度较低、功率响应慢，且效率也较低，距离大规模应用还有一段距离。用还有一段距离。根据燃料电池的发展，质子交换膜燃料电池被认为最适合作为电动汽车采根据燃料电池的发展，质子交换膜燃料电池被认为最适合作为电动汽车采用的燃料电池。用的燃料电池。学习任务学习任务u1.燃料燃料电池汽池汽车基基础知知识u2.燃料燃料
19、电池汽池汽车的工作原理与的工作原理与结构构u3.燃料燃料电池汽池汽车的的实例例引导问题引导问题1：燃料电池汽车有哪些结构类型？：燃料电池汽车有哪些结构类型？u燃料燃料电池汽池汽车的的结构多种多构多种多样，通常按，通常按动力源的力源的组成成进行分行分类。燃料燃料电池汽池汽车的的动力源通常包括燃料力源通常包括燃料电池系池系统（FuelCell）、蓄）、蓄电池（池（Battery）、超）、超级电容（容（Capacitor）。u纯燃料燃料电池池驱动（PureFuelCell，PFC）的燃料）的燃料电池池电动汽汽车；PFC汽车结构原理图汽车结构原理图纯燃料电池电动汽车只有燃料电纯燃料电池电动汽车只有燃料
20、电池一个动力源，汽车的所有功率池一个动力源，汽车的所有功率负荷都由燃料电池承担。但由于负荷都由燃料电池承担。但由于燃料电池无法实现充电，因此无燃料电池无法实现充电，因此无法实现电动汽车的制动能量回收。法实现电动汽车的制动能量回收。引导问题引导问题1：燃料电池汽车有哪些结构类型？：燃料电池汽车有哪些结构类型？燃料燃料电池与池与辅助蓄助蓄电池池联合合驱动（FC+B）的）的FCEV；在在该动力系力系统结构中，燃料构中，燃料电池和蓄池和蓄电池一起池一起为驱动电机提供机提供能量，能量，驱动电机将机将电能能转化成机械能化成机械能传给传动系，从而系，从而驱动汽汽车前前进；在汽；在汽车制制动时，驱动电机机变成
21、成发电机，蓄机，蓄电池将池将储存存回回馈的能量。的能量。FC+B电动汽车结构原理图电动汽车结构原理图引导问题引导问题1：燃料电池汽车有哪些结构类型？：燃料电池汽车有哪些结构类型？燃料燃料电池与超池与超级电容容联合合驱动（FC+C）的）的FCEV；这种种结构形式与燃料构形式与燃料电池池+蓄蓄电池池结构相似，只是把蓄构相似，只是把蓄电池池换成超成超级电容。容。相相对于蓄于蓄电池，超池，超级电容充放容充放电效率高，能量效率高，能量损失小，比蓄失小，比蓄电池功率密度大，池功率密度大，在回收制在回收制动能量方面比蓄能量方面比蓄电池有池有优势，循，循环寿命寿命长，但是超，但是超级电容的能量密容的能量密度度
22、较小。小。燃料燃料电池与池与辅助蓄助蓄电池和超池和超级电容容联合合驱动（FC+B+C）的）的FCEV燃料燃料电池、蓄池、蓄电池和超池和超级电容一起容一起为驱动电机提供能量，机提供能量，驱动电机将机将电能能转化成机械能化成机械能传给传动系，系，驱动汽汽车前前进；在汽；在汽车制制动时，驱动电机机变成成发电机，蓄机，蓄电池和超池和超级电容将容将储存回存回馈的能量。的能量。FC+B+C电动汽车电动汽车引导问题引导问题2：燃料电池汽车的工作原理与总体结构：燃料电池汽车的工作原理与总体结构图4-10为典型燃料典型燃料电池汽池汽车结构示意构示意图。它通常包括。它通常包括燃料燃料电池系池系统、电机、机、蓄蓄电
23、池（超池（超级电容）等功能部件容）等功能部件组成。成。燃料燃料电池池电动汽汽车实质上是上是电动汽汽车的一种，在的一种，在车身、身、动力力传动系系统、控制系、控制系统等方面，燃料等方面，燃料电池池电动汽汽车与普与普通通电动汽汽车基本相同，主要区基本相同，主要区别在于在于动力力电池的工作原理不同池的工作原理不同。引导问题引导问题3：燃料电池汽车的主要功能总成有哪些？：燃料电池汽车的主要功能总成有哪些？u1燃料燃料电池池发动机系机系统u1）氢燃料燃料电池池发动机机氢燃料电池发动机系统氢燃料电池发动机系统（1）氢气供应、管理和回收系统）氢气供应、管理和回收系统（2）氧气供应和管理系统）氧气供应和管理系
24、统（3）水循环系统）水循环系统（4）电力管理系统）电力管理系统引导问题引导问题3：燃料电池汽车的主要功能总成有哪些？：燃料电池汽车的主要功能总成有哪些？u1燃料燃料电池池发动机系机系统u2）甲醇燃料）甲醇燃料电池池发动机机甲醇燃料电池发动机系统甲醇燃料电池发动机系统（1）甲醇储存装置）甲醇储存装置（2）燃烧器、加热器和蒸发器）燃烧器、加热器和蒸发器（3）重整器）重整器（4）氢气净化器）氢气净化器引导问题引导问题3：燃料电池汽车的主要功能总成有哪些？：燃料电池汽车的主要功能总成有哪些？u1燃料燃料电池池发动机系机系统u3）DC/DC变换器器uDC/DC变换器的基本功能器的基本功能：u（1）当）当
25、输入直流入直流电压在一定范在一定范围内内变化化时，能，能输出出负载要求的要求的变化范化范围的的直流直流电压。u（2）输出出负载要求的直流要求的直流电流（范流（范围）：能）：能够输出足出足够的直流的直流负载电流，流，并且能并且能够允允许在足在足够宽的的负载变化范化范围的情况的情况下下设备能正常能正常运行运行。u（3）变换器是能量器是能量传递部件，因此需要部件，因此需要转换效率高，以便提高能源的利效率高，以便提高能源的利用率；用率；u（4）为了降低了降低对燃料燃料电池的池的输出出电压要求，要求，变换器器应具有升具有升压功能；功能；u（5）由于燃料）由于燃料电池池输出的不出的不稳定，需要定，需要变换
26、器器闭环运行运行进行行稳压，为了了给驱动器器稳定的定的输入，需要入，需要变换器有器有较好的好的动态调节能力；能力；引导问题引导问题3：燃料电池汽车的主要功能总成有哪些？：燃料电池汽车的主要功能总成有哪些？u1燃料燃料电池池发动机系机系统u4）驱动电机机uDC/DC变换器的基本功能器的基本功能：u（1）直流）直流电机机驱动系系统采用采用换向器和向器和电刷，保刷，保证了励磁磁了励磁磁动势与与电枢磁枢磁动势的的严格正交，易于控制。但直流格正交，易于控制。但直流电机机结构复构复杂，其高速性能和可靠性受，其高速性能和可靠性受换向器和向器和电刷的影响刷的影响较大。大。u（2）交流）交流电机机坚固耐用、固耐
27、用、结构构简单、技、技术成熟、免成熟、免维护、成本低，尤其、成本低，尤其适合适合恶劣的工作劣的工作环境。其缺点在于境。其缺点在于损耗大、效率低、功率因数低，耗大、效率低、功率因数低，进而而导致致控制器容量增加，成本上升。控制器容量增加，成本上升。引导问题引导问题3：燃料电池汽车的主要功能总成有哪些？：燃料电池汽车的主要功能总成有哪些？u2辅助助动力源力源u在在FCEV上燃料上燃料电池池发动机是主要机是主要电源，另外源，另外还配配备有有辅助助动力源。根据力源。根据FCEV的的设计方案不同，其所采用的方案不同，其所采用的辅助助动力源也有所不同，可以用蓄力源也有所不同，可以用蓄电池池组、飞轮储能器或
28、超大容量能器或超大容量电容器等共同容器等共同组成双成双电源系源系统。在具有双。在具有双电源系源系统的的FCEV上，上，驱动电动机的机的电源可以出源可以出现以下以下驱动模式。模式。u1）在）在FCEV起起动时，由，由辅助助动力源提供力源提供电能能带动燃料燃料电池池发动机起机起动，或或带动车辆起步。起步。u2）车辆行行驶时，由燃料，由燃料电池池发动机提供机提供驱动所需全部所需全部电能，剩余的能，剩余的电能能储存到存到辅助助动力源装置中。力源装置中。u3）在加速和爬坡）在加速和爬坡时，若燃料，若燃料电池池发动机提供的机提供的电能能还不足以不足以满足足FCEV驱动功率要求，功率要求，则由由辅助助动力源
29、提供力源提供额外的外的电能，使能，使驱动电动机的功率机的功率或或转矩达到最大，形成燃料矩达到最大，形成燃料电池池发动机与机与辅助助动力源同力源同时供供电的双的双电源源的供的供电模式。模式。u4）贮存制存制动时反反馈的的电能，以及向能，以及向车辆的各种的各种电子、子、电器器设备提供所需提供所需要的要的电能。能。引导问题引导问题3：燃料电池汽车的主要功能总成有哪些？：燃料电池汽车的主要功能总成有哪些？3电控系控系统燃料电池汽车的动力电控系燃料电池汽车的动力电控系统主要由燃料电池发动机管统主要由燃料电池发动机管理系统、蓄电池管理系统、理系统、蓄电池管理系统、动力控制系统及整车控制系动力控制系统及整车
30、控制系统组成，如统组成，如右图右图所示。所示。1）发动机管理系统）发动机管理系统2）蓄电池管理系统）蓄电池管理系统3）动力控制系统）动力控制系统4）整车控制系统）整车控制系统燃料电池汽车的动力电控系统燃料电池汽车的动力电控系统引导问题引导问题4：燃料电池汽车需要解决哪些关键技术？：燃料电池汽车需要解决哪些关键技术？u1氢燃料的制取、燃料的制取、储存和运存和运输u2燃料燃料电池池汽汽车整整车布置布置u燃料燃料电池汽池汽车在整在整车布置上存在以下关布置上存在以下关键问题：u1）燃料）燃料电池池发动机及机及电机的相关布置；机的相关布置；u2）动力力电池池组的的车身布置、身布置、氢气瓶的安全布置；气瓶
31、的安全布置；u3）高）高压电安全系安全系统的的车身布置身布置问题。这些核心部件的布置，不些核心部件的布置，不仅要考要考虑布置方案的布置方案的优化及零部件性能化及零部件性能实现的的便利，便利，还要求相关方案必要求相关方案必须考考虑传统汽汽车不具不具备的安全性的安全性问题。燃料燃料电池池发动机自身的运行温度机自身的运行温度为左右，左右，实际的散的散热系系统工作温度大致工作温度大致可以控制在可以控制在，必，必须依依赖整整车动力系力系统提供提供额外的冷却外的冷却动力力为系系统散散热。学习任务学习任务u1.燃料燃料电池汽池汽车基基础知知识u2.燃料燃料电池汽池汽车的工作原理与的工作原理与结构构u3.燃料
32、燃料电池汽池汽车的的实例例引导问题引导问题1：本田：本田FCXClarity介绍介绍（视频视频）l2007年，本田（年，本田（Honda）发布了其旗下的首款市场化的氢氧燃料电池汽车）发布了其旗下的首款市场化的氢氧燃料电池汽车HondaFCXClarity，它是一款真正体现了绿色、节能与环保的汽车。，它是一款真正体现了绿色、节能与环保的汽车。lFCXClarity采用氢气作为车辆燃料电池（质子交换膜燃料电池，采用氢气作为车辆燃料电池（质子交换膜燃料电池，PEMFC）的能源，的能源，HondaFCXClarity可以通过加氢站向车辆添加燃料。可以通过加氢站向车辆添加燃料。HondaFCXClari
33、ty引导问题引导问题2：本田：本田FCXClarity结构结构整车布置整车布置uHondaFCXClarity动力系统结构主要由动力系统结构主要由动力控制单元（动力控制单元（PowerControlUnit），），燃料储气罐（燃料储气罐（HydrogenStorageTank），驱动电机（），驱动电机（ElectricMotor），燃料），燃料电池堆（电池堆（FuelCellStack），高功率的锂离子电池（），高功率的锂离子电池（High-OutputBattery）等）等五部分组成。五部分组成。HondaFCXClarity主要动力部件的整车布置图主要动力部件的整车布置图引导问题引导问题2
34、：本田：本田FCXClarity结构结构燃料电池燃料电池HondaFCXClarity采用了采用了Honda新开发的新一代的小型轻量化燃料电新开发的新一代的小型轻量化燃料电池堆池堆“VFlowFCStack”，这种燃料电池采用金属冲压隔片构造。，这种燃料电池采用金属冲压隔片构造。由于采用了新开发的芳香型电解质膜，大大提高了电池系统的可靠性与由于采用了新开发的芳香型电解质膜，大大提高了电池系统的可靠性与耐用度。新型燃料电池堆的最高功率提升至耐用度。新型燃料电池堆的最高功率提升至，与上一代燃料电池堆相比，与上一代燃料电池堆相比，体积功率密度提高体积功率密度提高，重量功率密度提高，重量功率密度提高。
35、低温起动性能的提升使得燃料。低温起动性能的提升使得燃料电池可以在电池可以在的环境下正常工作。的环境下正常工作。VFlow燃料电池及其波浪形隔板燃料电池及其波浪形隔板引导问题引导问题2：本田：本田FCXClarity结构结构3高性能锂离子电池高性能锂离子电池uHondaFCXClarity采用了一块高性能的聚合物锂离子电采用了一块高性能的聚合物锂离子电池作为汽车的辅助能源，采用了可插电的设计，可以允许池作为汽车的辅助能源，采用了可插电的设计，可以允许在车辆不用时通过普通的家用电源对锂离子电池进行充电。在车辆不用时通过普通的家用电源对锂离子电池进行充电。uHondaFCXClarity允许车辆在低
36、速时只依靠锂离子电池允许车辆在低速时只依靠锂离子电池行驶，并且，可以通过刹车能量回收系统（可以将刹车时行驶，并且，可以通过刹车能量回收系统（可以将刹车时损失的部分动能转变成为电能）为锂离子电池进行再充电。损失的部分动能转变成为电能）为锂离子电池进行再充电。同时，锂离子电池还可以为车辆的车辆电子系统提供电力。同时，锂离子电池还可以为车辆的车辆电子系统提供电力。引导问题引导问题2：本田：本田FCXClarity结构结构4仪器仪表仪器仪表由于燃料使用由于燃料使用的不同，的不同，HondaFCXClarity设计设计了专属的仪器了专属的仪器仪表。仪表。主要包主要包括功率指示器、括功率指示器、氢气量及剩
37、余氢气量及剩余使用范围、氢使用范围、氢气指示球，及气指示球，及人性化的功能人性化的功能界面。界面。HondaFCXClarity的布局及氢气指示球示例的布局及氢气指示球示例引导问题引导问题2：本田：本田FCXClarity结构结构本田公司认为，新能源汽车的终极目标是以氢燃料作为能量本田公司认为，新能源汽车的终极目标是以氢燃料作为能量来源的新型汽车，为此本田一直投入巨大精力在燃料汽车上，来源的新型汽车，为此本田一直投入巨大精力在燃料汽车上，并为燃料汽车未来形成了一套可行的使用规划，并为燃料汽车未来形成了一套可行的使用规划，如下图所示。如下图所示。未来燃料电池汽车的使用规划未来燃料电池汽车的使用规划