電動車輛技術(shù)問題詳解(編輯修改稿)
2025-04-22 02:52 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 供電、大到和目前的火力發(fā)電廠相比，非常靈活。此外，燃料電池還具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）部分負(fù)荷時(shí)也能保持高的效率；（2）通過與燃料供給裝置的組合，可適用較大范圍的不同燃料；（3）輸出功率可按“積木式”靈活調(diào)節(jié)；（4）電池本體的負(fù)荷響應(yīng)性好；（5）NOX及SOX等的排出量少，有利環(huán)保。 近20多年來，燃料電池經(jīng)歷了堿性、磷酸、熔融碳酸鹽和固體氧化物等幾種類型的發(fā)展階段，燃料電池的研究和應(yīng)用正以極快的速度在發(fā)展。AFC已在宇航領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，PEMFC已廣泛作為交通動力和小型電源裝置來應(yīng)用，PAFC作為中型電源應(yīng)用進(jìn)入了商業(yè)化階段，MCFC也已完成工業(yè)試驗(yàn)階段，起步較晚的作為發(fā)電最有應(yīng)用前景的SOFC已有幾十千瓦的裝置完成了數(shù)千小時(shí)的工作考核，相信隨著研究的深入還會有新的燃料電池出現(xiàn)。美、日等國已相繼建立了一些磷酸燃料電池電廠、熔融碳酸鹽燃料電池電廠、質(zhì)子交換膜燃料電池電廠作為示范。日本已開發(fā)了數(shù)種燃料電池發(fā)電裝置供公共電力部門使用，其中磷酸燃料電池（PAFC）已達(dá)到電站階段。已建成兆瓦級燃料電池示范電站進(jìn)行試驗(yàn)，已就其效率、可運(yùn)行性和壽命進(jìn)行了評估，期望應(yīng)用于城市能源中心或熱電聯(lián)供系統(tǒng)。日本同時(shí)建造的小型燃料電池發(fā)電裝置，已廣泛應(yīng)用于醫(yī)院、飯店、賓館等。在車輛工程領(lǐng)域，目前比較普遍的方案是氫動力質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFC）圖 通用汽車公司燃料電池轎車氫動三號在燃料電池發(fā)動機(jī)方面突破大功率氫燃料電池組制備的關(guān)鍵技術(shù)，轎車用凈輸出30KW、客車用凈輸出60KW和100KW的燃料電池發(fā)動機(jī)，已在同濟(jì)大學(xué)和清華大學(xué)燃料電池發(fā)動機(jī)測試基地通過嚴(yán)格的測試并裝車運(yùn)行，燃料電池轎車已累計(jì)運(yùn)行4000多km，燃料電池客車?yán)塾?jì)運(yùn)行超過8000km。由于氫氣里沒有腐蝕性的雜質(zhì)，也沒有碳阻塞燃燒室，燃料電池車很少需要維修。此外，氫燃料車比汽油車安全。即使在失火的情況下也便于逃生。汽油車發(fā)生事故或遇火，油箱會爆炸，油產(chǎn)生的熱和毒氣都會致命。而氫燃料車在猛烈的撞擊下，甚至儲氫罐破裂都不會引起大火，在逃生時(shí)不會被大火燒傷。即使氫采用壓縮儲存，也僅易燃。若撞擊后氫燃料外溢沒有著火，它會蒸發(fā)到空氣中，不產(chǎn)生污染。即使失火也不會爆炸，因?yàn)闅錃庵挥信c氧氣或空氣在密閉的空間里混合才會爆炸。氫燃料電池車的尾氣排放物是水，對環(huán)境的污染為零。對于純?nèi)剂想姵剀嚮蚧跉淠茉吹钠渌愋蛙?，怎樣合理控制制氫成本和建立社會網(wǎng)絡(luò)化的儲氫站是一個(gè)重要工程；在行駛的汽車?yán)镌鯓颖４鏆淙剂弦彩且粋€(gè)重要課題。儲氫技術(shù)基本上有三種，一是在超低溫253176。將氫呈液態(tài)保存，二是用高壓（約5000磅/平方英寸）壓縮氣態(tài)氫，提高能量密度，三是用金屬氫化合物在普通常溫下儲存氫；具體來說，燃料電池電動車普及化道路上尚需攻克的課題主要有：（1）氫氣燃料的供給如前所述，燃料電池電動車以燃料的氫氣與空氣的氧氣反應(yīng)，以其產(chǎn)生的電力推動馬達(dá)而得以行駛。相較于傳統(tǒng)電動車，燃料電池電動車的燃料電池可視為小型發(fā)電廠，且燃料電池電動車可以改善傳統(tǒng)電池過重、電能容量及長時(shí)間充電的缺點(diǎn)，燃料電池發(fā)電可視為水電解的逆反應(yīng)，發(fā)電過程中只有水份的排放，是清凈的動力能源。而這些都依賴于氫能源的充足供給。以國外的情形為例：日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省原來預(yù)估2010年底，燃料電池電動車可以達(dá)到5萬臺，2020年達(dá)到500萬臺的目標(biāo)，目前看來似乎有些過熱，各個(gè)車廠開始以較務(wù)實(shí)的態(tài)度對應(yīng)這件事情。Toyota預(yù)定2003年燃料電池電動車商品化，且希望將價(jià)格訂在日幣1000萬元以下才具產(chǎn)品競爭力。但短期內(nèi)，燃料電池價(jià)格不易降至數(shù)百萬日元內(nèi)。同期從事研發(fā)工作的Honda、Daimler Chrysler、Ford等車廠都認(rèn)為燃料電池電動車發(fā)展的難題是─氫氣燃料的供給。特別是氫氣供應(yīng)站與氫氣燃料的環(huán)境整備 （infrastructure）。燃料電池電動車可以純氫氣為燃料，抑或以碳?xì)湎等剂先缂状?、天然氣、汽油等?jīng)由重組取得富氫氣燃料，其熱值等性質(zhì)雖各有所長，以儲存性與管理而言，甲醇與高品質(zhì)的汽油經(jīng)由重組似乎較具優(yōu)勢。（2）燃料重組燃料重組，最大的問題在于重組過程中造成的高溫現(xiàn)象，甲醇重組時(shí)溫度約300℃，汽油重組時(shí)的溫度則高達(dá)800℃（碳與氫分子鍵結(jié)強(qiáng)，不易打斷），已經(jīng)在道路行駛測
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