汽車發(fā)動機概論-論文-新能源汽車(參考版)
2025-06-27 21:53本頁面
【正文】 14 / 14。燃料電池電動汽車正面跟燃油汽車交鋒占不到優(yōu)勢，能不能像在潛艇AIP動力系統(tǒng)中那樣，迂回前進而出現(xiàn)柳暗花明的前景呢?參考資料：1． 尹安東 趙韓 張炳力 燃料電池汽車開發(fā)及產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵技術(shù)研究 合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報 2006；2． 燃料電池電動汽車技術(shù) 喻媛媛 何耀華 汽車工程師 2009；3． 桂長清 燃料電池電動汽車前景分析 電池工業(yè) 2009；4． 胡驊。結(jié)果使燃料電池在潛艇AIP動力系統(tǒng)中如魚得水、大顯身手嘲。20世紀(jì)5O一60年代，世界各國試圖將燃料電池用于潛艇作為主動力能源，取消柴油機和蓄電池組，雖經(jīng)多年的努力，但結(jié)果也是困難重重?zé)o法實現(xiàn)。燃料電池汽車要取代的是普通汽車，但它的性能／價格比或費／效比指標(biāo)跟市場的要求相差太遠(yuǎn)，這才使開發(fā)燃料電池電動汽車的人們認(rèn)識到：燃料電池汽車要得到市場的認(rèn)可，還有一段說不清楚的漫長的路要走。6 燃料電池汽車前景展望任何一種產(chǎn)品要想占領(lǐng)市場，它必須在性能／價格比或費／效比指標(biāo)上能夠被廣大消費者所接受。(5)車載氫源也是難題已經(jīng)試驗過的車載氫源有：高壓氣態(tài)氫、金屬氫化物儲存氫、甲醇重整制造氫、氫硼化鈉制氫等，但都沒有得到令人滿意的結(jié)果。再者，燃料電池電極中使用的貴金屬催化劑鉑，是引起電池價格高揚的重要因素。那么燃料電池貴在哪里呢?目前，雙極板約占整個質(zhì)子交換膜燃料電池總重量的7O％～80％，成本約占總成本的40％～5O％。(4)燃料電池汽車的價格太高一輛裝有燃料電池的電動自行車樣車要賣幾萬元，國外也有人估計目前每臺燃料電池轎車需要100萬～2O0萬美元，但普通轎車只要1．8萬～2萬美元，相差50～100倍。為促進燃料電池汽車早日上市，必需有強有力的統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)和嚴(yán)密的分工協(xié)作。在燃料電池系統(tǒng)中，任何一個子系統(tǒng)、組件、元件出現(xiàn)故障或失效，都會給整個燃料電池系統(tǒng)帶來影響，甚至引起電池失效。燃料電池堆也包含電池排熱、排水、保溫、保濕、冷卻等子系統(tǒng)。每一個系統(tǒng)又包括數(shù)個子系統(tǒng)。例如，雖然燃料電池堆的功率密度可以做到1 kW幾，但整個燃料電池發(fā)動機系統(tǒng)的功率密度只有75～100 w／L。不僅如此，如果考慮到燃料電池系統(tǒng)中輔機消耗的能量， 以及配套系統(tǒng)的重量和體積，則整個系統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)換效率和比能量、比功率會進一步下降。已報道了4O kW 質(zhì)子交換膜燃料電池系統(tǒng)的燃料轉(zhuǎn)化效率跟電池輸出功率之問的關(guān)系。但從整個電池的能量轉(zhuǎn)換效率來看，~。這就要求燃料電池系統(tǒng)提高對濕度、溫度和雜質(zhì)氣體的適應(yīng)能力。例如，電池的輸出瞬問多變；燃料電池排水會受到汽車震動頻率和方向的影響；燃料電池的輸出能力會受到進氣純度和壓力的影響。造成燃料電池系統(tǒng)使用壽命只有設(shè)計壽命的1／10這么大差距的根本原因，就在于實驗室壽命試驗是在嚴(yán)格的條件下進行的：電池的輸出是恒定的；電池本體的溫度、濕度、排熱、排水是穩(wěn)定的；氫源和氧源是純凈的、穩(wěn)定的；它們之間的相互配合是最佳的。荷蘭設(shè)計的PEMFC可以連續(xù)工作40000 h，但在汽車上應(yīng)用，使用壽命只有3 000 h，不到電池設(shè)計壽命時間的1／10。(1) 車用燃料電池系統(tǒng)使用壽命太短一般說來，私人小轎車要求燃料電池使用壽命達(dá)到5 000 h以上；卡車和公交車要求燃料電池使用壽命達(dá)至0 5 000 h～10 000 h同。5 燃料電池汽車離商品化還有多遠(yuǎn)從國內(nèi)外燃料電池汽車的研發(fā)概況可以看出，雖然H2/O2質(zhì)子交換膜燃料電池已經(jīng)在各種電動車上和其它領(lǐng)域內(nèi)做過了許多演示性試驗，并且取得了很大進步，但是除了德國潛艇AIP系統(tǒng)圈中使用的燃料電池系統(tǒng)取得了市場認(rèn)可以外，其他試驗汽車均沒有正式進入市場。實施該項目，北京市和上海市各采購6輛燃料電池公共汽車進行示范運行。該項目啟動會于2003年3月27日在北京召開?？偼顿Y3 200萬美元。為了提高燃料電池的效率和壽命，采用燃料電池／蓄電池混合動力，該車啟動時依靠蓄電池提供動力。該車燃料電池輸出功率5 kW，貯氫容器為碳纖維增強金屬瓶。2006年12月“上海牌”燃料電池轎車的樣車問世，從0到lO0 km/h的加速時間只要15 s，其最高時速達(dá)到150 kln，h，一次充氫行駛路程達(dá)300 km。第二代燃料電池動力系統(tǒng)與第一代系統(tǒng)相比更加靈巧和有力，總重量減少到320kg，輕了1O0 kg多，體積縮小30％以上，功率則提升了2O％～25％。2O03年12月，上海神力公司與上海交通大學(xué)聯(lián)合開發(fā)出第二代燃料電池轎車“超越二號”，并試裝桑塔納3ooO型車身，整個試裝過程在2Oo4年5月完成。(2)燃料電池轎車2001年，北京開發(fā)出“綠能一號”燃料電池轎車。該公司近年來還對采用燃料電池和超級電容器的混合動力城市客車進行了設(shè)計和研究。燃料電池發(fā)動機累計運行200h，行駛距離超過2000 km，最高時速為63 km。2o02年底完成第一代城市客車“清能一號”裝車試驗并運行成功。FC動力系統(tǒng)，1993年制出樣車，采用該公司開發(fā)的12O kw 質(zhì)子交換膜燃料電池組，使用壓縮氫做燃料，行駛速度95 km/h，行程可達(dá)4O0 km。正是由于該公司首先采用美國D0w 公司的全氟磺酸型質(zhì)子交換膜研制成功了H2/O2質(zhì)子交換膜燃料電池，才促成了世界各國汽車公司投巨資開發(fā)燃料電池汽車。日本政府從2O02年開始以每月每輛6 500美元的價格租用這45種燃料電池混合動力汽車。然而在2003年3月，該公司召回了其出租的6輛燃料電池汽車，并宣布推遲另外6輛燃料電池汽車的租賃，原因是貯氫燃料的高壓氫氣罐在加注氫氣時出現(xiàn)了泄漏。2OO2年推出的FCHV使用高壓氫為燃料。該車于2002年在美國已完成了約4800 km的行車試驗。戴姆勒一克萊斯勒公司推出的NECAR 5燃料電池動力汽車，是該公司開發(fā)的第5代燃料電池汽車。2004年5月，美國“戴姆勒～克萊斯勒公司”生產(chǎn)的3輛燃料電池公共汽車，在北京街頭做商業(yè)化示范，把參加“第二屆國際氫能論壇”的與會代表送達(dá)人民大會堂會場。2007年，通用汽車公司的1O0輛雪佛蘭Seguel氫燃料電池車分別在加州西部、紐約州及華盛頓州試用。美國通用汽車公司在1998年展出了第一輛質(zhì)
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