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燃料电池汽车的关键技术(想买车,是买新能源汽车好还是传统动力汽车好?)

2024-12-09 12:31:22 | 找车网

小编今天整理了一些燃料电池汽车的关键技术(想买车,是买新能源汽车好还是传统动力汽车好?)相关内容,希望能够帮到大家。

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燃料电池汽车的关键技术(想买车,是买新能源汽车好还是传统动力汽车好?)

燃料电池汽车的关键技术

电动汽车的关键能源动力技术包括电池技术、电机技术、控制器技术。电池技术、电机技术和控制器技术是电动汽车所特有的技术,这3项技术也是一直制约电动汽车大规模进入市场的关键因素。 电池是电动汽车的动力源泉,也是一直制约电动汽车发展的关键因素。电动汽车用电池的主要性能指标是比能量(E) 、能量密度(Ed)、比功率(P)、循环寿命(L)和成本(C)等。要使电动汽车能与燃油汽车相竞争,关键就是要开发出比能量高、比功率大、使用寿命长的高效电池。
电动汽车用电池经过了3代的发展,已经取得了突破性进展。
第1代是铅酸电池,目前主要是阀控铅酸电池(VRLA) ,由于其比能量较高、价格低和能高倍率放电, 因此是目前惟一能大批量生产的电动汽车用电池。
第2代是碱性电池,主要有镍镉、镍氢、钠硫、锂离子和锂聚合物等多种电池,其比能量和比功率都比铅酸电池高,因此大大提高了电动汽车的动力性能和续驶里程,但其价格却比铅酸电池高。
第3代是以燃料电池为主的电池,燃料电池直接将燃料的化学能转变为电能,能量转变效率高,比能量和比功率都高,并且可以控制反应过程,能量转化过程可以连续进行,因此是理想的汽车用电池还处于研制阶段,一些关键技术还有待突破。
广泛应用于电动汽车的燃料电池是一种称为质子交换膜的燃料电池(PEMFC) ,它以纯氢为燃料,以空气为氧化剂,不经历热机过程,不受热力循环限制,因此能量的转换效率高,是普通内燃机热效率的2~3倍。同时,它还具有噪音低、无污染、寿命长、启动迅速、比功率大和输出功率可随时调整等特性,使得PEMFC非常适合用作交通工具的动力源。 美国和加拿大是燃料电池研发和示范的主要区域,在美国能源部(DOE)、交通部(DOT)和环保局(EPA)等政府部门的支持下,燃料电池技术取得了很大的进步,通用汽车、福特汽车、丰田、戴姆勒奔驰、日产、现代等整车企业均在美国加州参加燃料电池汽车的技术示范运行,并培育了美国的UTC(联合技术公司)、加拿大的巴拉德(Ballad)等国际知名的燃料电池研发和制造企业美国通用汽车公司2007 年秋季启动的Project Driveway 计划,将100 辆雪佛兰Equinox 燃料电池汽车投放到消费者手中,2009 年总行驶里程达到了160万km。同年,通用汽车宣布开发全新的一代氢燃料电池系统,新系统与雪佛兰Equinox 燃料电池车上的燃料电池系统相比,新一代氢燃料电池体积缩小了一半,质量减轻了100 kg,铂金用量仅为原来的1/3。通用汽车新一代燃料电池汽车的铂金用量已经下降到30 g,按照目前国际市场价格,铂金为300~400 元/g,100 kW燃料电池的铂金成本约为1 万元人民币,燃料电池的成本大幅度下降。预计到2017 年,100 kW燃料电池发动机的铂金用量将下降到10~15 g,达到传统汽油机三效催化器的铂金用量水平。
美国在2006 年专门启动了国家燃料电池公共汽车计划(National Fuel Cell City Bus Program,NFCBP),进行了广泛的车辆研发和示范工作,2011 年美国燃料电池混合动力公共汽车实际道路示范运行单车寿命超过1.1 万h 。美国在燃料电池混合动力叉车方面也进行了大规模示范,截至2011 年,全美大约有3000 台燃料电池叉车,寿命达到了1.25 万h 的水平。燃料电池叉车在室内空间使用,具有噪音低、零排放的优点。 欧洲的燃料电池客车示范计划,完成了第6 框架计划(Framework Program,2002—2006)和第7 框架计划(2007—2012),目的是突破燃料电池和氢能发展的一些关键性技术难点,在CUTE (Clean Urban Transport for Europe, 欧洲清洁都市交通)及欧盟其他相关项目支持下,各个城市开展燃料电池公共汽车示范运行,今年新的计划 CHIC( Clean Hydrogen in European Cities, 欧洲清洁都市交通)开始实施,包括阿姆斯特丹、巴塞罗那、汉堡、伦敦、卢森堡、 马德里、波尔图、斯德哥尔摩、斯图加特、冰岛以及澳大利亚珀斯, 即澳大利亚STEP 项目(Sustainable Transport Energy Program,可持续交通能源计划)等,欧洲在燃料电池汽车的可靠性和成本控制等方面取得了长足的进步。
在德国,2012 年6 月,主要的汽车和能源公司与政府一起承诺,建立广泛的全国氢燃料加注网络,支持发展激励计划,即到2015 年,全国建成50 个加氢站,为全国5000 辆燃料电池汽车提供加氢服务[7] 。戴姆勒奔驰于2011 年开展燃料电池汽车的全球巡回展示,验证了燃料电池轿车性能已经达到了传统轿车的性能,具备了产业化推广的能力。戴姆勒集团参与“ Hy FLEET:CUTE(2003-2009)”项目。36 辆梅赛德斯-奔驰Citaro 燃料电池客车已由20 个交通运营商进行运营使用,运营时间超过14 万h、行驶里程超过220 万km。但是第一代纯燃料电池的客车,寿命只有2 000 h,经济性较差。戴姆勒集团与2009 年开始推出第二代轮边电机驱动的燃料电池客车,主要性能达到了国际先进水平,其经济性大幅度改善,燃料电池耐久性达到1. 2 万h。
德国西门子公司研发的燃料电池,已经成功地应用于德国的214 型潜艇上(氢氧型) [11] 。2007 年德国戴姆勒奔驰公司,美国福特汽车公司和加拿大Ballard公司合作, 成立AFCC 公司(Automotive Fuel Cell Cooperation,车用燃料电池公司),以研发和推广车用燃料电池。2013 年年初,宝马公司决定与燃料电池技术排名第一的企业——丰田汽车公司合作,由丰田公司向宝马公司提供燃料电池技术。 从全球范围看,日本和韩国的燃料电池研发水平处于全球领先,尤其是丰田、日产和现代汽车公司,在燃料电池汽车的耐久性,寿命和成本方面逐步超越了美国和欧洲。丰田公司的2008 版FCHV-Adv 在实际测试中,实现了在-37 ℃顺利启动,一次加氢行驶里程达到了830km,单位里程耗氢量0.7 kg/(100 km),相当于汽油3L/(100 km),如图3 所示 [12] 。2013 年11 月,丰田在“第43 届东京车展2013”上,展出了计划在2015 年投放市场的燃料电池概念车,作为技术核心的燃料电池组目前实现了当时公开的全球最高的3 kW/L 功率密度。该燃料电池组去掉了加湿模块,不但降低了成本、车质量和体积,还减少了燃料电池的热容量,有利于燃料电池在低温条件下迅速冷启动。如图5所示为丰田公司的FCHV-Adv。
目前丰田汽车公司在扩大混合动力汽车的同时,重点针对燃料电池汽车的产业化进行准备,拟在2015年投放新一代燃料电池轿车,进行批量生产;2016 年生产(与日野合作)新一代燃料电池客车。和丰田汽车公司类似,日产汽车也投入巨资开展燃料电池电堆和轿车的研发,2011 年日产的燃料电池电堆,功率90 kW,质量仅43 kg,2012 年,日产汽车公司研发的电堆功率密度达到了2.5 kW/L,这在当时是国际最高水平[14] 。另外,本田公司新开发的FCX Clarity燃料电池汽车,能够在- 30℃顺利启动,续驶里程达到620 km[15] ,2014 年,本田宣布的新一代燃料电池堆功率密度也达到3 kW/L。韩国现代从2002 开始研发燃料电池汽车,2005 年采用巴拉德的电堆组装了32 辆运动型多功能车(sports utility vehicle,SUV),2006 年推出了自主研发的第一代电堆,组装了30 台SUV,4 辆大客车,并进行了示范运行;2009—2012 年间,开发了第2 代电堆,装配100 台SUV,开始在国内进行示范和测试,并对电堆性能进行改进;2012 年,推出了第3 代燃料电池SUV 和客车,开始全球示范;2013 年,韩国现代宣布将提前2年开展千辆级别的燃料电池SUV(现代ix35)生产,在全球率先进入燃料电池千辆级别的小规模生产阶段。该SUV 采用了100 kW燃料电池,24 kW锂离子电池,100 kW电机,70 MPa 的氢瓶可以储存5.6 kg 氢气, 新欧洲行驶循环(New European Drive Cycle,NEDC) 循环工况续驶里程588 km,最高车速160 km/h。 在中国国家“八六三”高技术项目、“十五规划”的电动汽车重大科技专项与“十一五规划”节能与新能源汽车重大项目的支持下,通过产学研联合研发团队的刻苦攻关,中国的燃料电池汽车技术研发取得重大进展,初步掌握了整车、动力系统与核心部件的核心技术,基本建立了具有自主知识产权的燃料电池轿车与燃料电池城市客车动力系统技术平台,也初步形成了燃料电池发动机、动力电池、DC/DC 变换器、驱动电机、供氢系统等关键零部件的配套研发体系,实现了百辆级动力系统与整车的生产能力。中国燃料电池汽车正处于商业化示范运行考核与应用的阶段,已在北京奥运燃料电池汽车规模示范、上海世博燃料电池汽车规模示范、UNDP(United Nations Development Programme, 联合国开发计划)燃料电池城市客车示范以及“十城千辆”、广州亚运会、
深圳大运会等示范应用中取得了良好的社会效益中国燃料电池轿车采用独具特色的“电—电混合”动力系统平台技术方案,具有“动力系统平台整车适配、电—电混合能源动力控制、车载高压储氢系统、工业副产氢气纯化利用”的技术特征。在“十五规划”研发的基础上,“十一五规划”新一代燃料电池轿车动力系统结合整车平台的改变,采用扁平化的动力系统布置方式,燃料电池发动机氢气子系统、空气子系统与冷却系统采用模块化分散布置的模式,增加了动力系统与整车适配的柔性,明显提升整车的人机工程性能。同时,优化集成DC/DC 变换器、DC/AC控制器以及电动空调和低压变换器等功率元器件的动力系统控制单元,在提升模块化的同时方便集中处理电磁兼容、系统冷却以及电安全等问题,体现了电动
汽车动力系统集成设计的方向。与“十五规划”燃料电池轿车动力系统相比,新一代动力系统的性能得到进一步优化与提高。主要表现在:燃料电池发动机功率从40 kW 提高到55 kW;动力蓄电池容量从48 kWh 减小到26 kWh ;电机功率从60 kW 提高到90 kW;电机控制器(DC/AC) 功率提高35%,体积比功率增加12.5%。同时,动力系统继续保持燃料经济性的技术优势,在车辆整备质量增加近250 公斤的前提下整车动力性明显提高,燃料经济性则
仍然保持在1.2 kg/(100 km) 的原有水平。中国国家“八六三”高技术项目持续支持燃料电池汽车的技术研发工作,“十二五规划”期间为保持中国电动汽车技术制高点,继续保持了对燃料电池汽车的支持力度。从产业界来看,即使在“十五、十一五规划”燃料电池汽车全球产业化热潮期间,中国汽车工业界并没有在燃料电池汽车方面有明显投入,进入“十二五规划”后,在燃料电池汽车产业化趋于理性化的大背景下,上汽集团制定了燃料电池汽车发展的五年规划,以新源动力为燃料电池电堆供应商,开始投入大量资金研发燃料电池汽车,目前正进行第3 代燃料电池轿车FCV 的开发,在2011 年必比登比赛中,上汽开发的FCV 在燃料电池轿车组别中,名列第3。
同济大学已开展多轮燃料电池轿车的研发工作,研制的燃料电池轿车已在奥运会、世博会进行大规模示范运行。在“十二五规划”期间,同济大学将为中国第一汽车集团公司、东风汽车公司、奇瑞汽车股份有限公司和中国长安汽车集团股份有限公司集成燃料电池轿车。在中国城市循环条件下,代表性燃料电池混合动力轿车的技术参数如表6 所示。

燃料电池汽车的关键技术(想买车,是买新能源汽车好还是传统动力汽车好?)

想买车,是买新能源汽车好还是传统动力汽车好?

新能源比较好。电动机独自运转(绝对的零油耗、零排放)。发动机独自运转。和传统汽油车没有差异。 电动机、发动机同时运转(完全为加速性而牺牲燃油经济性)。任何工况下发动机都会为电池组充电。另外增程式混合动力,属于插电式混合动力。

挑选汽车技巧

第一,选车先要看自身经济状况。买车是一笔不小的开支,因此,首先应该根据自身或者家庭的经济状况来做好买车的预算。通常,买车预算包括:购车费用、汽车保险费用、汽车牌照费用、汽车日常保养费用、以及汽车耗油费用等等。 找车网

第二,要考虑买车的主要用途。很多家庭虽然买了车,但是使用的机会并不多,只是偶尔一家人出行时使用,那么就可以选择经济实惠、空间较大的家庭用车。

新能源汽车有哪几种

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新能源汽车的存在也在国内开辟了一个新的汽车市场,不像之前推广的燃油车,阻力非常大,而且新能源汽车的存在也带动了很多行业的发展,所以很大程度上基本都是国家和政府支持的,购买新能源汽车还可以享受必要的补贴。我相信我们的朋友基本上应该都知道这些事情,但是很多消费者不知道新能源汽车包括了多少种。因此,边肖汽车将与我们的朋友分享新能源汽车的类型。

新能源车型共享:燃料电池电动汽车

燃料电池电动汽车(FCEV)是在催化剂的作用下,由空气体中的氢气和氧气驱动的汽车。燃料电池中电化学反应产生的电能被用作关键电源。燃油电动汽车本质上是一种纯电动汽车。关键区别在于动力电池的工作原理不同。在很大程度上,燃料电池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大部分使用氢气,而氧化剂使用氧气。因此,最早开发的燃料电池电动汽车大多直接使用氢燃料,氢可以通过液化氢、压缩氢或金属氢化物储存。

新能源车型共享:氢动力

氢动力汽车是真正的零排放汽车,排放的是纯净水。它具有无污染、零排放、储量丰富的优点。因此,氢动力汽车是传统汽车最理想的替代品。与传统动力汽车相比,氢动力汽车的成本至少高出20%。2007年,中国长安汽车完成了中国首款高效零排放氢内燃机的点火,展出了中国首款氢动力概念跑车&ldquo氢气。。

与&other社会和现状;通过逐渐的发展变化,汽车的数量不断在上升,而石油等资源却供不应求。另一方面,吞下大量汽油的汽车不断排放有害气体和污染物。最终的解决办法,当然不是限制汽车工业的发展,而是开辟替代石油的新能源。燃料电池汽车的四个轮子在路上快速而安静地滚动,标志着新能源氢的名字。

几乎所有的世界汽车巨头基本上都在开发新能源汽车。电一度被认为是汽车未来的动力,但电池漫长的充电时间和重量让人们逐渐对它失去了兴趣。但2009年,电汽油混动汽车只能暂时缓解能源危机,只能缩短但无法摆脱对石油的依赖。这个时候,氢动力燃料电池的存在就像建造了一个诺亚方舟,让每个人都能从危机中看到无限希望。

氢被用作汽车燃料的想法刚出现时令人恐惧,但事实上它是有根据的。氢的能量密度很高,释放出来的能量足以转动汽车发动机。此外,燃料电池中氢和氧之间的化学反应只产生水,没有污染。因此,许多科学家预测氢燃料电池将是21世纪汽车的核心技术,其对汽车工业的革命性意义相当于微处理器对计算机工业的革命性意义。

新能源汽车品类共享:纯电动

顾名思义,电动汽车是电力驱动的关键车辆。大部分是由电动机直接驱动,有的把电动机放在发动机舱内,有的直接用轮子作为四个电动机的转子。难点在于储能技术。它不会排放污染大气的有害气体。即使按照耗电量换算成发电厂的排放量,除了硫和颗粒物之外的其他污染物也明显缩短,因为大部分发电厂都建在远离人口密集城市的地方,对人类的危害很小,而且发电厂是固定的、集中的,所以更容易去除各种有害排放物,已经有相关技术。因为电可以从各种一次能源中获得,如煤、核能、水力、风力、光和热等。,它缓解了大家对石油资源枯竭的担忧。电动汽车还可以在用电量较低的情况下,充分利用剩余电量进行夜间充电,使发电设备基本上可以昼夜充分利用,大大提高其经济效益。研究表明,同样的原油经过粗炼后送到电厂发电,然后充入电池,再由电池驱动汽车,其能量高于精炼汽油,再由汽油发动机驱动汽车,有利于节约能源,缩短二氧化碳排放。正是这些优势,使得电动汽车的研究和应用成为汽车产业的一个&其他;热点&rdquo。有专家认为,对于电动汽车来说,现在最大的障碍是基础设施建设和价格都与工业化进程有关。与混合动力相比,电动汽车需要更多的配套基础设施,这不是一家企业能解决的。只有所有企业联合当地政府部门共建,才有大规模推广的机会。

以上就是汽车编辑给朋友们分享的新能源汽车类型的问题。从车编辑分享给朋友们的内容来看,朋友们应该基本知道新能源汽车的具体分类。不同类型的新能源汽车有不同的优势,符合客观条件的要求,应该了解的国家政策与去年同期不同,消费者在购买时可以多了解一些再选择。

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