清洁能源汽车的开发动向———燃料电池汽车
北京汽车附件研究所 郭志东
摘要 燃料电池汽车的关键部件是燃料电池。燃料电池按燃料供给方式可分为直接氢燃料电池、改质燃料电池和直接甲醇型燃料电池,指出固体高分子型燃料电池可满足汽车对燃料电池的各项要求,介绍燃料电池的结构、工作原理、研究开发动向及今后的课题。
关键词: 燃料电池 工作原理 开发动向
Abstract Fuel cell is the key component of fuel cell vehicle.It is divided into direct hydrogen fuel cell,diversional fuel cell and direct methanol fuel cell according to the fuel supplying way.This paper points out that the solid high molecular fuel cell can meet the various requirements of auto and introduces the structure,working principle,research and developing trends and the future task.
K ey w ords:Fuel cell Working principle Developing trend
目前,汽车使用的能源主要是石油产品———汽油和柴油。汽车发动机在燃烧这些燃料时会排出大量对人体和环境有害的物质,比如,一氧化碳CO、碳氢HC 会损害人的呼吸系统;氮氧化物NO x经太阳光照射会发生光化学反应,产生刺激人的眼睛、鼻子、口腔粘膜的烟雾。因此,许多国家都在积极研究开发高效、节能、低污染的汽车。当前,正在使用与开发的低污染汽车大体有如下种类:天然气汽车———包括压缩天然气汽车(CN G)、液化天然气汽车(LN G)、吸附天然气汽车(AN G),甲醇汽车,氢燃料汽车,混合型汽车(双动力源汽车,如:发动机和电动机)和电动汽车。
电动汽车又分为蓄电池汽车、燃料电池汽车和太阳能电池汽车。其中,燃料电池汽车是近几年来开始研究开发的新型汽车。1 汽车用燃料电池
111 燃料电池的种类及汽车对燃料电池的要求燃料电池汽车的关键部件是燃料电池。燃料电池按电解质分类,可分为碱性水溶液型(AFC:Alkaline Fuel Cell),磷酸电解质型(PAFC:Phosphoric Acid Fuel Cell),熔融碳酸盐型(MCFC:Molten Carbonate Fuel Cell),固体氧化物型(SOFC:S olid Oxide Fuel Cell),固体高分子型(PEFC:Polymer Electrolyte Fuel Cell或PEM:Proton Exchange Membrane),见表1。按燃料供给方式可分为直接氢燃料电池、改质燃料电池和直接甲醇型燃料电池(DMFC:Direct Methanol Fuel Cell)。除直接甲醇型之外,其它类型的燃料电池所用的燃料都是氢。
用于汽车的燃料电池需要具备以下条件:
表1 氢燃料电池的种类和性能
种 类电解质工作温度/℃效率密度/W?cm-2备 注
磷酸电解质型磷酸200011 开发成绩大
固体高分子型氟素高分子1001～2 最近发展迅速
碱性水溶液型氢氧化钾100以下015 已在宇宙飞船上使用熔融碳酸盐型碳酸硅,碳酸钾600～700012 有望在大型发电站使用固体氧化物型氧化锆1000013 有望在大型发电站使用
a1可以在常温下工作;
b1有较高的电流密度;
c1便于打开修理(更换电解质膜);
d1有较好的耐冲击性能和抗振性能;
e1可进行从低负荷到高负荷的运转;
f1可以在冰点以下环境温度中放置。
在上述各种燃料电池中,固体高分子型燃料电池可以满足上述各项要求。直接甲醇型燃料电池也具有满足这些要求的可能性。
112 氢燃料电池
11211 工作原理和结构
燃料电池的工作原理非常简单。当2枚电极插入
水中通电后,正极会产生氢气H 2,负极会产生氧气O 2,这就是人们通常所说的水的电解。当氢气、氧气接触时生成大量的热能。燃料电极正是利用这一原理,将氢气和氧气分别输入到特殊构造的封闭电极上,利用电化学反应的方法,将氢气和氧气接触时产生的热能直接转换成电能。
燃料电池的结构也极其简单。以丰田汽车公司的固体高分子型燃料电池的结构为例(图1),正、负两个电极由极薄的膜状电解质隔开相对而置,镀有白金触媒的负极一侧排列着与旁边正极分离的分隔物,形成一个电池
。
图1 固体高分子型燃料电池的结构
供到负极一侧的氢气H 2被白金触媒激活,分解成带负电荷的电子e -和带正电荷的氢离子H +(图
2),氢离子通过只能透过氢离子的高分子电解质膜,
移
图2 燃料电池内部化学反应情况
动到正极。正极一侧供给空气。空气中的氧气O 2遇到氢离子便发生反应,变成水H 2O (化学式:1/2O 2+
2H ++2e -→H 2O )。这时的反应能量会直接以电力的
形态产生在两极,驱动汽车的电动机。
目前,一个固体高分子型燃料电池的电压很小,仅达016V 。但是,其电极单位面积的功率密度较大,可达到1～2W/cm 2,大约是其它型电池的2～10倍(参见表1)。因此,近年来固体高分子型燃料电池受到汽车研究部门的高度重视,研究工作进展迅速,现在已接近实用化水平。11212 燃料电池系统简介
图3是固体高分子型燃料电池系统概况图。燃料氢由储氢罐提供,经燃料电池、加湿器进行系统内部循环。空气由气泵供给。氢和空气的压力通常是为常压或数个大气压。如果提高系统内的压力,虽然可以增加功率密度,但是,气泵的负荷会增加,效率会下降。氢的循环量是一定的,与负荷无关
。
图3 固体高分子型燃料电池系统概况图
从燃料电池中产生的水,由冷凝器冷却回收,再由
反馈泵送往加湿器,然后再送入燃料电池。这是为了使电解质膜经常保持一定湿度,保证起电效率。剩余的水则被排出系统。由于固体高分子型燃料电池的工作温度低,产生的水一旦在电池内凝缩滞留,便会防碍气体流动,影响氢、氧反应,降低转换效率。因此,要对多余的水分进行控制。113 改质燃料电池
所谓改质燃料电池,是把甲醇、天然气或汽油等燃料进行改质,通过改质来得到氢,然后再送入燃料电池使其工作,进行发电。
图4是甲醇改质型燃料电池系统图。甲醇像汽油那样储存在油箱中,由电泵将甲醇和水的混合液送入
改质器。改质器由燃料汽化、改质反应和CO 处理3
部分组成。送入改质器的甲醇和水的混合液在经过加热了的蒸发器后被汽化。汽化的气体进入改质反应部分,在触媒的作用下,改质成氢气H 2和二氧化碳CO 2。反应式为:CH 3OH +H 2O →3H 2+CO 2
。
图4 甲醇改质型燃料电池系统图
由于在改质过程中会生成微量的一氧化碳CO ,而
且仅百万分之几的CO 就会使燃料电池的氢极一侧的白金触媒中毒,使其转换性能下降。因此,改质后的气体(3H 2+CO 2)还要经过CO 降低处理后才能送入燃料电池。目前已经得知,如果在白金触媒中加入钌Ru ,即使CO 的体积分数接近10-4,也可得到与固体高分子型燃料电池同等程度的转换性能。
由于改质器在工作过程中不可避免地要进行加热燃烧,因此,仍会产生CO 、HC 、NO x ,但与汽油机相比,其产生量是微乎其微的。在改质阶段虽然也产生CO 2,但是由于它的能量效率比汽油车高2倍,因此,即使将资源开采和燃料制造阶段所产生的CO 2也包含在内,其排量也仅为汽油车的1/2。
通过化学反应可得到氢燃料的不仅是甲醇,天然气、汽油等主要成分为碳氢化合物的燃料都可以改质成氢。
114 直接甲醇型燃料电池
直接甲醇型燃料电池实际上是直接使甲醇发生电
化学反应进行发电的一个系统。其电解质离子交换膜上载有磷酸物质。工作温度较低,为150℃。与固体高分子型燃料电池相比,具有可省掉改质器、使系统简单化并提高负荷响应性的优点。但是,它也有反应速度慢,造成功率密度下降、白金使用量较多以及甲醇与氧化剂交迭的缺点。
2 燃料电池汽车的开发动向
燃料电池汽车的能量转换效率很高,达60%,排放的也只是水,非常清洁,因此,受到广泛的重视。美国的能源部(DOE )专门设立了燃料电池的研究开发项目,组织美国的福特、通用、克莱斯勒三大汽车公司参与研究与开发工作。表2是美国三大汽车公司的轿车燃料电池开发计划。1997年美国的福特、克莱斯勒和日本的日产,1998年美国的通用分别展示了各自的燃料电池概念车。有些国家还将燃料电池汽车作为国家项目,像德国、英国等国家在把它作为国家项目加以支持的同时,还利用欧共体下属组织欧委会开展跨国合作。
表2 1999年美国三大汽车公司轿车燃料电池开发计划公司名称燃料供给方式耐 久 性时间/h
行程/km
福 特直 接 氢通 用甲醇改质氢克莱斯勒
汽油改质氢
5000
160900
表3是近几年来世界各汽车厂家开发的燃料电池
汽车。它们所用的燃料电池全部是固体高分子型燃料电池。输出功率为20～260kW 。燃料为直接氢、甲醇改质氢。
表3 燃料电池汽车的最新开发状况
项 目马自达 丰 田 奔 驰 雷诺、沃尔沃等
Ballard 1)
轿 车
轿 车
厢式货车N ECAR Ⅱ2)N ECAR ⅢN EBUS 3)
厢式货车
客车
公布日期1993年
1996年
1997年9月
1996年
1997年5月1997年9月
1997年
1995年
燃料供给方式直接氢
直接氢
甲醇改质
直接氢
甲醇改质
直接氢
直接氢
直接氢
燃
料电池
性
能
最大输出功率/kW 20
20
—50
50
250
30
260
长×宽×高/mm ×mm ×mm 70×110×2201050×5000
×230——
—
—
—
—
数量
4个——2个2个10个
3个
20个最高速度/km ?h -1
90—
—110120——95一次充填行驶距离/km
170
250
—
250
400
—
—
400
注:1)Ballard 为加拿大的一家公司。 2)New Electric Car 为新电动轿车。 3)New Electric Bus 为新电动客车。
3 燃料电池汽车的课题
目前,提供氢气的方法有两个,一是使用纯氢气,二是使用碳氢燃料改质成氢混合气。
使用高压氢气瓶、液态氢罐、氢吸附合金罐等将纯氢气送给燃料电池的方法,不受改质气的影响,且系统也很简单,可得到高性能电池。但是,它的燃料价格、容器品质、使用安全性以及社会设施等是面临的问题。
使用碳氢燃料在车上改质成氢气,然后供给燃料电池的方法,燃料容易补充,一次补充燃料的行驶距离也可以变长。但是在改质燃料时,需要针对燃料的种类(甲醇、乙醇、甲烷、丙烷、汽油)使用最佳的改质方法(如:水蒸气改质法、部分氧化改质法等)。
燃料电池汽车的“心脏”是燃料电池。燃料电池通过电化学反应可以发电这一新颖的技术受人瞩目。然而,要发挥它的“高效率”的特长,使其达到实用化,还需要开发组成燃料电池系统的其它外围部件,具体有如下几项:
a1高效、小型的燃料改质器;
b1高能量密度的蓄电池;
c1能源回收率高的再生制动系统;
d1高效、小型的电动机。
4 结束语
利用燃料的电化学反应直接取得电力的燃料电池汽车,虽然还处于研究开发阶段,在成本、可靠性等方面还有大量问题需要解决,但是,从近几年来不断推出的样车来看,目前燃料电池汽车技术已接近实用化水平。可以确信,在下一个世纪的汽车队伍中,一定会出现这种清洁能源汽车———燃料电池汽车。
5 参考文献
1 高效清洁能源汽车的开发动向和将来技术.自动车技术, 1998,52(1)
2 丰田和奔驰的燃料电池汽车.自动车工学,1997,46(10)
3 最新低公害车和技术的集结.自动车工学,1998,47(4)
4 第32次东京汽车展介绍.自动车工学,1998,47(1)
5 第32次东京汽车展见闻.自动车技术,1998,52(1)
6 开发燃料电池的关键技术.自动车技术,1998,52(7)
(责任编辑 成 成) 修改稿收稿日期:1998-12-11
燃料电池客车发展情况及技术发展趋势一、燃料电池汽车政策分析 《关于2016-2020年新能源汽车推广应用财政支持政策方的通知》（财建(2015)134号）中明确：“2017-2020年，除燃料电池汽车外，其他车型补助标准适当退坡”，明确了国家对燃料电池汽车产业发展的支持态度。而《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》中提出，要系统推进燃料电池汽车研发与产业化，到2020年，实现燃料电池汽车批量生产和规模化示应用。 在财政补贴层面，国家也给予了大力支持，包括整车补贴、加氢站补贴、免征购置税以及运营补贴等。其中，整车补贴额度从20万到50万每辆不等，一个加氢站则补贴400万元，运营补贴中，燃料电池客车补贴为6万元/辆/年。 二、氢燃料电池产业链概述 氢燃料电池汽车产业链包括制氢、储氢、运氢、加氢、应用（燃料电池汽车/有轨电车）等环节。 氢气制造一般是通过将化石原料、化工原料、工业尾气、可再生能源以及水等经过处理来获取，每种获取途径其成本和环保属性都不同。中国目前主要通过工业尾气处理以及电解水来制氢。长河认为，对于燃料电池来说，现在配套基础设施还有待进一步完善，需要政府以及行业机构以及专家尽快推进立法和相应的技术标准予以规。
长河表示，制氢的方法和方案比较多，而目前燃料电池汽车使用最大瓶颈和最大的障碍是缺乏加氢站。据其统计，截止到2013年底，全球加氢站只有228座，对于我国来说，我国真正投入商业化、用于燃料电池的加氢站只有两座，仅仅限于国比较大的城市，就是和，处于示运营阶段，与国外说的氢高速公路，也就是一条高速公路有多个加氢站相比，差距比较大。 在整个氢燃料电池产业链中，氢燃料电池发动机处于绝对的核心地位，氢燃料经过发动机转化为电能应用到终端。长河表示，目前制约中国燃料电池汽车发展的瓶颈，就是氢燃料电池发动机。虽然国有不少高校和相应科研机构以及企业，在就燃料电池发动机技术展开相应研究和示性运营应用，但是氢燃料电池发动机核心技术，这两年通过评估，能够达到产业化或者达到工业化应用的，核心技术仍然掌握在国外企业手中。
国内燃料电池汽车发展现状分析正文目录 在政策支持方面，我国政府也非常重视燃料电池汽车等清洁汽车技术的发展。《国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》提出：“增强汽车工业自主创新能力，加快发展拥有自主知识产权的汽车发动机、汽车电子、关键总成及零部件。鼓励开发使用节能环保和新型燃料汽车”。2006年2月，国务院发布的《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006—2020年）》将“低能耗与新能源汽车”和“氢能及燃料电池技术”分别列入优先主题和前沿技术。在国家《节能中长期专项规划》及相应的十大重点节能工程中，强调要“发展混合动力汽车、燃气汽车、醇类燃料汽车、燃料电池汽车、太阳能汽车等清洁汽车”。国家发展和改革委员会与科学技术部共同向社会公布的《中国节能技术政策大纲》中同样也强调要“研究电动汽车等新型动力”。“九五”和“十五”期间，国家都把燃料电池汽车及相关技术研究列入科技计划，国家863计划和973计划都设立了许多与此相关的科研课题。“十五”国家重大科技专项之一的“电动汽车专项”将燃料电池汽车列为重要内容，国家投人近9亿元。“十一五”国家继续支持“节能与新能源汽车”，包括燃料电池汽车的研究。 在技术现状方面，1998年，清华大学研制出中国第一辆燃料电池汽车，其燃料电池由北京富源燃料电池公司提供；1999年北京富源燃料电池公司与清华大学合作开发出燃料电池乘用车；2001年，北京绿能公司与清华大学和北京工业学院合作，研制出以燃料电池为动力的出租车、客车和12个座位的公共汽车；2004年，国家甲醇燃料汽车示范工程在长治正式启动并通过了国家验收；2005年，上海神力科技有限公司研制的绿色燃料电池游览车投入试运，总行驶里程达1.2万公里，无故障运行时间达2000小时；2006年，由同济大学等单位共同研发“超越三号”燃料电池轿车在第八届“比比登清洁能源汽车挑战赛”中表现抢眼，四项比赛评分均为“A”，并在两个单项比赛中获得第一。 我国燃料电池汽车研发采用了与国际同领域权威单位不同的技术路线，开发出了独具特色的能量混合型和功率混合型两种燃料电池混合动力系统，具有电——电混合、平台结构、模块集成的技术特征，燃料经济性高于国外同类样车特别是纯燃料电池驱动模式样车，轿车和客车两种车型节氢效果均十分显著，现已经成为国际上主流构型。新一代的燃料电池汽车动力平台也已经基本建立。 在产业化目标方面，我国燃料电池电动汽车产业化目标是，2006～2010年期间，通过示范运行，找出薄弱环节，攻克技术难关，实现燃料电池电动汽车的小批量试制；2010～2020年，争取燃料电池电动汽车的批量生产；2020～2030年，我国电动汽车整体技术水平要基本与国际电动汽车水平相当，并且实现燃料电池电动汽车的大批量生产。 在燃料电池汽车的实际应用方面，我国于2003年与2007年分别启动了两期燃料电池公共汽车商业化示范项目。该项目是中国政府、全球环境基金(GEF)和联合国开发计划署(UN—DP)共同支持的项目，由科技部、北京市、上海市共同组织实施，目的是为了降低燃料电池公共汽车的成本，借助在北京和上海两市进行的燃料电池公共汽车和供氢设施的示范，加快其技术转化。北京市、上海市各采购6辆燃料电池公共汽车，进行示范运行。2008年北京奥运会，基于上海大众领驭平台的燃料电池轿车作为我国首款燃料电池轿车进入国家汽车产品公告，20辆领驭燃料电轿车为奥运会提供交通服务，运行总里程超7.6万km。
FCEV的发展前景与展望 班级：汽电112 姓名：周浩宇 学号：111606213 指导老师：王强 日期：2013年5月21日
FCEV的发展前景与展望 一、燃料电池概述 FCEV是燃料电池汽车的缩写，它是电动汽车的一种，它与一般电动汽车的区别，在于燃料电池汽车装备了车载燃料发动机（发电机）。用燃料电池发动机与动力电池组和超级电容器共同组成的“电-电”电力驱动平台取代内燃机驱动平台。过程不会产生有害产物，因此燃料电池车辆是无污染汽车，燃料电池的能量转换效率比内燃机要高2～3倍，因此从能源的利用和环境保护方面，燃料电池汽车是一种理想的车辆。只要保证燃料电池发动机氢燃料的供应，燃料电池汽车就可以像内燃机汽车一样自由驰骋，不受充电时间和动力电池的SOC的限制，具有高度的环保性、灵活性和机动性。 燃料电池汽车的氢燃料能通过几种途径得到。有些车辆直接携带纯氢燃料，另外一些车辆有可能装有燃料重整器，能将烃类燃料转化为富氢气体。 燃料电池汽车的工作原理是，使作为燃料的氢在汽车搭载的燃料电池中，与大气中的氧发生化学反应，从而产生出电能启动电动机，进而驱动汽车。甲醇、天然气和汽油也可以替代氢(从这些物质里间接地提取氢)，不过将会产生极少的二氧化碳和氮氧化物。但总的来说，这类化学反应除了电能就只产生水。因此燃料电池车被称为“地道的环保车”。 单个的燃料电池必须结合成燃料电池组，以便获得必需的动力，满足车辆使用的要求。 二、我国燃料电池汽车简介 20世纪90年代清华大学与北京世纪富源燃料电池公司，成功的研发了我国第一辆5KW 的燃料电池汽车，北京二汽绿色电动汽车研究所用飞驰绿能电源技术有限公司研发的燃料电池“京绿一号”燃料电池汽车，北京理工大学与北京中华汽车制造厂研发的燃料电池“绿能一号”燃料电池汽车，开创了我国燃料电池工业的先河，以后我国燃料电池汽车的研究展现出蓬勃的生机。 在国家“十五”“863”计划电动汽车关键技术重大科技专项和“十一五”节能与新能源汽车重大项目支持下，我国燃料电池汽车技术研发取得重要进展，基本掌握了整车、动力系统与关键零部件的核心技术;建立了具有自主知识产权的燃料电池汽车动力系统技术平台;形成了燃料电池发动机、动力电池、DC/DC变换器、驱动电机、储氢与供氢系统等关键零部件配套研发体系，具有百量级燃料电池汽车动力系统平台与整车生产能力。研制的“超越”系列、“上海牌”、“帕萨特”、“奔腾”、“志翔”等燃料电池汽车经受住了大规模、高温、大强度示范考核，成功服务于2008北京奥运会和2010年上海世博会。在燃料电池关键基础技术研究方面，开发出高活性、抗聚集的电催化剂，以及高比表面积、抗氧化的担体，开发出了与国际商品化水平相当的增强型符合自增湿质子交换膜，研制出高导电性/高稳定性碳纸，初步解决了双极板的抗腐蚀和导电性问题，掌握了丝网印刷膜电极技术。在燃料电池汽车整车及动力系统平台前沿技术方面，建立了燃料电池汽车动力系统平台设计理论和方法，探索了基于模块化思想的整车柔性适配技术，研发了燃料电池汽车功率控制单元及其它关键零部件，开展了燃料电池汽车整车可靠性、电安全、氢安全、一体化热管理、智能容错控制、碰撞安全性等关键技术研究。在公共平台建设方面，形成了燃料电池汽车开发软、硬件测试环境，建立了国家级燃料电池、系统平台和车辆工程技术中心或测试基地，制定了8条燃料电池汽车及氢能专用国家标准。但是，受限于传统车辆开发技术水平、燃料电池发动机功率密度、动力系统可靠性、整车环境适应性等性能限制以及商业推广模式研究和基础设施建设滞后等因素，我国燃料电池汽车仍然处于技术验证与特定考核试验考核阶段。
燃料电池汽车 摘要：随着人类社会的发展，特别是英国完成工业革命后，人类对能源的需求也在不断地增加，然而不可再生能源在渐渐的减少，但是同时新能源的也随之诞生了，利于替代旧的能源的消耗，部分新能源必须具有环保性去大力发展，才能更好的为社会做奉献。其中氢能作为一种新的能源被人类所发现且已经被运用在汽车上，并在不断的推广。 关键词：燃料电池汽车;发展现状;关键技术;优点;存在问题 一、燃料电池汽车的概念 燃料电池汽车是指以氢气、甲醇等为燃料，通过化学反应产生电流，依靠电机驱动的汽车。其电池的能量是通过氢气和氧气的化学作用，而不是经过燃烧，直接变成电能的。燃料电池的化学反应过程不会产生有害产物，因此燃料电池车辆其最大特点是能量转换效率高，可达到60 ％以上；另外，它还具有燃料多样性、排气清洁、噪声低、对环境污染小、可靠性及维修性好等优点。因此从能源的利用和环境保护方面，燃料电池汽车是一种理想的车辆。 二、燃料电池汽车的发展现状 （1）国外燃料电池汽车的发展现状 长期以来，世界各国政府和主要汽车集团都高度重视燃料电池汽车的研究，投入大量的资金用于燃料电池汽车及氢能研发、试验考核和市场培训。继在第六框架计划中拿出大量资金用于燃料电池汽车和氢能研究，2009年，欧盟批准燃料电池和氢能技术项目行动计划，计划从欧盟第七框架计划中拿出4.7亿欧元，持续资助燃料电池汽车及基础设施技术研发。此外，日本、美国、加拿大、韩国、澳大利亚、巴西、法国和英国等国家政府积极支持燃料电池汽车和氢能研发。 经过长时间、持续稳步的支持，国外燃料电池汽车产品的可靠性、环境适应性(如低温启动性能)取得了重大突破，示范运行不断深入，并陆续推出用于租赁商业化示范的先进燃料电池汽车，燃料电池汽车进入技术与市场示范阶段。产品成本控制与配套基础设施建设成为制约燃料电池汽车商业化推广主要因素。 （2）国内燃料电池汽车的发展现状 在国家“十五”“863”计划电动汽车关键技术重大科技专项和“十一五”节能与新能源汽车重大项目支持下，我国燃料电池汽车技术研发取得重要进展，基本掌握了整车、动力
燃料电池汽车的介绍 ?燃料电池汽车是电动汽车的一种，其电池的能量是通过氢气和氧气的化学作用，而不是经过燃烧，直接变成电能或的。它的最大特点也在于此，能量转换效率不受“卡诺循 环”的限制，其能量转换效率可高达60%~70%，实际使用效率则是普通内燃机的2倍左右。 燃料电池的化学反应过程不会产生有害产物，因此燃料电池车辆是无污染汽车，燃料电池的能量转换效率比内燃机要高2～3倍，因此从能源的利用和环境保护方面，燃料电池汽车是 一种理想的车辆。 燃料电池汽车的氢燃料能通过几种途径得到。有些车辆直接携带着纯氢燃料，另外一些车辆有可能装有燃料重整器，能将烃类燃料转化为富氢气体。 单个的燃料电池必须结合成燃料电池组，以便获得必需的动力，满足车辆使用的要求。燃料电池汽车的优点 ?与传统汽车相比，燃料电池汽车具有以下优点： 1、提高了燃烧效率。 2、减少了机油泄露带来的水污染。 3、降低了温室气体的排放。 4、提高了燃油经济性。 5、零排放或近似零排放。 6、运行平稳、无噪声。 燃料电池汽车的关键技术 ?电动汽车的关键技术包括电动技术、自动化技术、电子技术、信息技术及化学技术，虽然能源是最首要的问题，但是车身结构、电力驱动以及能源管理系统的优化同样至关重要。 与内燃机车相比，电动汽车的行驶里程较短，因此为了尽可能地利用车载的储存能量，必须选用合适的能量管理系统。可以在汽车的各个子系统安装传感器，包括车内外温度传感器、
充放电时间的电流电压传感器、电动机的电流电压传感器、车速传感器、加速度传感器及外部气候和环境传感器。能量管理系统可实现9 个功能： 1）优化系统能量流； 2）预计所生的能量来估计还能行驶的路程； 3）提供参考以便进行有效操作； 4）直接从制动中获取能量存入储能元件，例如：蓄电池； 5）根据外界的气候调节温度控制； 6）根据外界环境调节灯光亮度； 7）估计合适的充电算法； 8）分析能源，尤其是蓄电池的工作记录； 9）诊断能源的任何不恰当或者无效的操作。 把能源管理系统和导航系统结合起来，就可以规划能源效率的路径，锁定充电站的位置并可以根据交通状态预测可行驶里程。总之，能源管理系统综合了多功能、灵活和可变的显着优点，从而可以合理利用有限的车载能源 1 燃料电池 同电化学电池相比，燃料电池的显着优点在于燃料电池电动汽车可达到与燃油车一样的续驶里程，这是因为燃料电池电动汽车的行驶里程仅与燃料箱中的燃料多少有关，而与燃料电池的尺寸无关。实际上，燃料电池的尺寸仅与电动汽车的功率需求水平有关。 燃料电池的优点： 1）反应物加料时间远远短于电化学电池的充电时间（机械充电式电池除外）； 2）使用寿命长于电化学电池并且电池维护工作量更小。同普通电池相比，燃料电池是一个能量生成装置，并且一直产生能量直至燃料用尽。
燃料电池电动汽车发展现状与前景 随着社会的进步和人员移动性增强，全球汽车需求 量快速增长，迄今世界上的汽车保有量达到创纪录的10 亿 辆以上且还在不断大幅增长，使得基于传统的内燃机 Internal Combustion Engine ，ICE )汽车的轻量化与节能减排等技术进步难以降低汽车燃料的消耗和减少污染物的排放。2020 年之前温室气体(Greenhouse Gas ，GHG) 排放在1990 年水平基础上下降20% 的任务日益艰巨。如果再不采取有效措施，公路交通运输车辆的GHG 温室气体排放将会持续不断增长。通过研讨纯电动汽车( Battery Electric Vehicle ，BEV ）、混合动力汽车（Hybrid Electric Vehicle HEV )、或燃料电池电动汽车( Fuel Cell Vehicles ，FCVs ； Fuel Cell Electric Vehicles ，FCEVs ）等多种类型的电动汽车( Electric Vehicle ，EV )技术[3-5]有望明确实现节能减排 的理想途径。自1966 年通用汽车推出了世界上第1 款燃料电池电动汽车GMC Electrovan ，尤其是本田在1999 年推出了世界上第1 台商用的燃料电池电动汽车FCX-V4 以来，世界上EV 电动汽车型号不断丰富和租赁销售量明显增长，太、北美和欧洲成长为全球EV 电动汽车重要的新车研发制造和租赁销售市场，2014 年全世界的EV 电动汽车销售量达到34.6 万辆以上，年增长率达到86% 。
燃料电池是一种高效、清洁的电化学发电装置，近年来 得到国内外高度重视，成为最被看好的可用于替代汽油和柴 油等传统的 ICE 内燃机发动机技术的先进新能源汽车技术。 日本政府希望其到 2020 年的 FCVs 燃料电池汽车销量达到 500 万辆，再通过 10 年的研发推广实现全面普及 FCVs 燃 料电池汽车。 美国政府在 2003 年投入 12 亿美元大力推进氢 技术和燃料电池技术，其中重要项目之一就是美国能源部 Department of Energy ， DOE ）在北加州、南加州、密歇 展的氢技术和基础实施验证与示范综合工程，吸引了 Hyundai-Kia/Chevron 、 DaimlerChrysler/BP 、 Ford/BP 和 GM/Shell 等多家汽车制造 /能源供应商参与。 美国能源部大力推进氢经济和燃料电池技术，尤其是商 业化推广应用方面取得显著进展，比如目前高容量和低容量 燃料电池制造成本分别为 55 美元 /kW 和 280 美元 /kW[6] ， 汽车燃料电池 2014 年的制造成本自 2006 年下降 50% 并自 2008 年以来进一步下降 30% 以上（基于高容量电池制造） 这必将带动创造工作岗位、投资机会和可持续、安全的能源 供应。为了在 2020 年前争取把欧盟建立成一个具有全球领 先水平的燃料电池 （Fuel Cell ，FC ）系统和氢能源 （Hydrogen Energy ，HE ） 经济的巨大市场，欧盟高度重视燃料电池技术 和氢能源技术并把之视作能源领域的战略高新技术大力推 根州东南部、大西洋区中部和佛罗里达州中部等 5 个区域开 f It 步
什么是燃料电池电动汽车 燃料电池电动汽车是利用氢气和空气中的氧在催化剂的作用下在燃料电池中经电化学反应产生的电能，并作为主要动力源驱动的汽车。 燃料电池电动汽车实质上是电动汽车的一种，在车身、动力传动系统、控制系统等方面，燃料电池电动汽车与普通电动汽车基本相同，主要区别在于动力电池的工作原理不同。一般来说，燃料电池是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一般采用氢气，氧化剂则采用氧气，因此最早开发的燃料电池电动汽车多是直接采用氢燃料，氢气的储存可采用液化氢、压缩氢气或金属氢化物储氢等形式。 纯燃料电池车只有燃料电池一个动力源，汽车的所有功率附和都有燃料电池承担。目前燃料电池汽车多采用混合驱动形式，在燃料电池的基础上，增加了一组电池或超级电容作为另一个动力源。主要结构有：能量控制单元，空气压缩机，燃料电池堆，高压储氢瓶，动力电池组，电动机。高压储氢瓶提供燃料，动力电池组提供而外的功率，让车加速、爬坡和高速运行。在车辆滑行时，能量控制单元将驱动电机变为发电机，从而将部分汽车动能变为电能给动力电池充电。也就是说采用混合动力形式后，不仅可以采用功率较小的电池系统，还可以实现制动能回收。还可以是燃料电池系统的运行工况相对比较稳定，有利提高燃料电池系统效率和寿命。 特点 1)能量转化效率高。燃料电池的能量转换效率可高达60～80%，为内燃机的2～3倍; 2)零排放，不污染环境。燃料电池的燃料是氢和氧，生成物是清洁的水; 3)氢燃料来源广泛，可以从可再生能源获得，不依赖石油燃料。 我国在燃料电池电动车领域的研究水平与发达国家相差无几，由清华大学和北京富源新技术开发总公司联合研制的我国第一辆质子交换膜燃料电池电动旅游观光车，展示了国内研制电动车的最新技术。有关专家指出，我国完全有能力在这一领域赶超世界先进水平。 目前，所有领先的汽车制造厂都在积极开发燃料电池发动机技术，并且许多国家在燃料电池的研究方面取得了可喜的成绩。如今，燃料电池的功率密度已超过1.1kW/L。同时，燃料电池还可用于固定式、便携式和船用动力等非运输车应用环境。这些开发项目所生成的协同作用将加快燃料电池在所有应用领域中的开发进程，并将大幅度降低燃料电池的生产成本。
2020年中国燃料电池汽车行业发展现状分析大规模量产可 显著实现降本提效 大规模量产可显著降低燃料电池成本 2019年中国燃料电池汽车产销量分别达2833辆和2737辆，其中N2车型产量占比过半，12月份国内FCV(燃料电池汽车)产量规模占全年一半左右。 2019年我国氢燃料电池装机量为128.1MW，同比增长140.5%2上半年，企业装机功率集中在30-45kW之间，而下半年企业装机功率多为45-60kW之间。美国能源局研究显示，大规模量产可显著降低燃料电池成本。 1、2019年中国燃料电池汽车产销量分别达2833辆和2737辆 中国汽车工业协会发布的数据显示，2019年，我国燃料电池汽车产销分别完成2833辆和2737辆，同比分别增长85.5%和79.2%。从2016年到2019年，国内燃料电池汽车销量逐年增加。或受到疫情影响，截止至2020年1-5月中国燃料电池汽车产销分别完成309辆和322辆，同比分别下降44.1%和40.9%。 目前，国内氢燃料电池汽车保有量超6000辆，已达成《节能与新能源汽车技术路线图》中到2020年实现5000辆燃料电池汽车规模的阶段性目标。预计2020年能达1万辆，超先前预期。
2、2020年12月中国燃料电池汽车集中放量 其中2019年12月国内FCV(燃料电池汽车)产量规模占全年一半左右，12月放量主要是因为： 1)氢燃料电池汽车在11月份及之前完成生产，12月份获得生产合格证; 2)氢燃料电池汽车国补迟迟未出，企业为避免补贴政策在2020年出现大变化，集中于2019年年底完成当年燃料电池汽车生产计划; 3)各地政府在2019年年底和2020年年初集中释放订单需求，各车企为保障订单供应而提前生产，集中于2019年年底完成订单交付。如佛山386辆燃料电池汽车采购项目，常熟20辆氢燃料电池汽车交付。 3、N2车型产量占比过半 2019年N2车型产量占比为55.37%，其次为M3车型，占比34.06%。M1类车型(没有产出。由于中国明确了商用车先行先试的路线，FCV乘用车停滞了。2017年以来，中国没有一辆FCV乘用车产出。
宜宾职业技术学院 毕业论文 题目：燃料电池汽车现状与发展趋势 系部现代制造工程系 专业名称新能源汽车技术专业 班级新能源汽车 11201 班 姓名* * 学号201210388 指导教师王诗平 2014 年09 月25 日
浅析燃料电池汽车现状与发展趋势 摘要 随着汽车的发展，传统汽车工业的可持续发展面临着环境污染和能源短缺的双重压力。改变汽车动力系统已成为必然之势，而燃料电池汽车的发展则成为重中之重。本文从燃料电池汽车的研究背景入题，综合介绍了燃料电池系统和燃料电池汽车系统的组成与工作原理、国内外的技术现状、全面发展的优势和发展中所面临的问题以及对发展趋势的分析。 关键词：燃料电池；燃料电池汽车；汽车结构；节能环保
目录 1前言 (1) 2燃料电池汽车的结构原理 (3) 2.1 燃料电池系统的组成和工作原理 (4) 2.2 燃料电池汽车的系统组成和工作原理 (6) 2.2.1 燃料电池单独驱动汽车动力系统 (7) 2.2.2燃料电池混合动力汽车动力系统 (8) 2.3 典型的燃料电池汽车结构 (10) 3燃料电池汽车的现状分析 (15) 3.1 国外燃料电池汽车的现状 (15) 3.1.1 美洲燃料电池汽车的现状 (16) 3.1.2 欧洲燃料电池汽车的现状 (16) 3.1.3 亚洲燃料电池汽车的现状 (17) 3.2 我国燃料电池汽车的现状 (17) 3.3 国内外技术现状的对比分析 (19) 3.3.1 燃料电池汽车整车集成技术 (19) 3.3.2 燃料电池汽车发动机技术 (20) 3.3.3 高压储氢系统技术 (22) 3.4 燃料电池汽车与纯电动汽车的对比分析 (22) 4 燃料电池汽车发展趋势的分析 (23) 4.1 燃料电池汽车的发展优势 (23) 4.2 燃料电池汽车发展所面临的问题 (23) 4.3 燃料电池汽车的发展趋势 (24) 5 总结 (27) 致谢 (28) 参考文献 (29)
燃料电池汽车 燃料电池汽车--未来“氢经济”的动力 燃料电池汽车--未来“氢经济”的动力 2007-01-27 石油能源论文 燃料电池汽车--未来“氢经济”的动力 一、引言早在19世纪法国科幻小说鼻祖凡尔纳的小说中，预想家们就预言，有朝一日社会将通过以氢为基础的能源而被彻底改造。这种重量很轻的气体是宇宙中最丰富的元素，它能够从水中制成；它出奇地洁净；燃烧时排放出基本上是新鲜的蒸汽。当被输人到产生电力的燃料电池中时，它提供空前的效率一这些电化学反应堆从燃料中所摄取的有用能量高达内燃机的两倍。当人类步人21世纪，开始面临着巨大的能源压力。传统的能源（主要是不可再生的化石燃料）正日趋枯竭，过度依赖石油进口引起地缘政治不稳定而且化石燃料燃烧后排放的废气造成严重的空气污染，甚至加速气候变化，因此要实现经济、社会的可持续发展，寻找新的替代能源迫在眉睫。氢能作为最洁净、高效的新能源，已经引起全世界的广泛关注。燃料电池（FC）技术的突飞猛进使得氢能的梦想在21世纪开始变成现实。近年来，以氢为动力的燃料电池汽车（FCV）得到了世界各国政府和企业的高度重视，并且取得了重大进展，预计在未来的5--10年内FCV将正式进人市场，以加氢站、输氢管道建设为标志的“氢经济”初露端倪。二、燃料电池技概群汽车上的应用 FC是一种将储存在燃料（氢）和氧化剂（氧）中的化学能通过电化学反应直接转化为电能的装置，其过程不涉及燃烧，无机械损耗，能量转化率可高达80％，产物仅为电、热和水蒸气；而且FC运行平稳，无振动和噪音，所以被认为是21世纪的绿色能源。 FC技术在汽车上的应用给汽车产业发展带来了革命性的突破，同时也推动了自身的发展。FC可以用作汽车的（辅
国内外政策不断释放，燃料电池汽车处于爆发前夕 1、主要发达国家和我国都对燃料电池汽车提出了积极的发展规划 世界主要发达国家积极推进氢能和燃料电池产业发展。日本、美国、韩国、欧洲等国家 氢燃料电池汽车的研发与商业化应用发展迅速，各国均制定了燃料电池行业中长期发展规划并 投入巨额补贴，日本由于其自身的资源匮乏，甚至将发展氢能和燃料电池技术提升到了国家战 略层面。 表7:海外主要发达国家燃料电池汽车发展规划（辆） 国家2017 2020 2022 2025 2028 2030 美国4,500 13,000 40,000 1,000,000 日本2,400 40,000 200,000 800,000 法国250 5,000 20,000-50,00 荷兰41 2,000 韩国81,000 1,800,000 国内政策对燃料电池汽车持续加强战略支持。我国自2002年起即确立了以混合动力汽车、 纯电动汽车、燃料电池汽车为“三纵”，以多能源动力总成控制系统、驱动电机和动力电池为 “三横”的电动汽车“三纵三横”研发布局。从2012年的节能与新能源汽车产业发展规划起， 持续加强对于燃料电池汽车的战略支持与产业引导。各项科技发展规划或纲要明确提出加强燃 料电池电堆、发动机及其关键材料核心技术研究，提出重点围绕燃料电池动力系统等 6 大创 新链进行任务部署，支持燃料电池全产业链技术攻关。在财政补贴方面，2016-2020年持续实 施燃料电池汽车推广应用补助政策，根据 2020 年发布的后续通知，将对燃料电池汽车的购置 补贴调整为选择有基础、有积极性、有特色的城市或区域，重点围绕关键零部件的技术攻关和 产业化应用开展示范，中央财政将采取“以奖代补”方式对示范城市给予奖励。 表8:2016-2020燃料电池新能源汽车推广应用财政支持政策
国外燃料电池汽车发展现状（转贴） －－2010年世界上氢燃料电池汽车时代序幕早已拉开 2010-04-15 11:59 关键字：燃料电池汽车燃料电池车燃料电池技术 当前在可用于替代汽油和柴油发动机的技术中，最被看好的是燃料电池技术。燃料电池汽车具有安静、高效和零污染（或低污染）排放的特点，同时续驶里程完全可以和内燃机汽车相媲美，具有结束内燃机汽车百年统治地位的潜力。但各国政府在对研发燃料电池技术上也存在分歧，在支持力度上也各不相同。 （下图：通用为宜家制造的“氢动3号”燃料电池示范车）
在日本，日本经济产业省前几年就对燃料电池汽车开发与推广制定了时间表，其战略目标是：到2020年,日本使用的燃料电池汽车达到500万辆；到 2030年，要全面普及燃料电池汽车。近期，日本又计划在 5 年内斥资 2090 亿日元开发以天然气为原料的液体合成燃料技术、车用电池，以及氢燃料电池科技。 在美国，燃料电池电动车曾被美国前总统布什作为“氢经济”论的“法宝”大肆宣传，但2006年2月他已改变了腔调，承认燃料电池电动车“不是近期的解决方法，也不是中期的解决方法，而确实是远期的方法”。在布什第二任总统任期的后3年里，“氢经济”论在美国已气息奄奄，燃料电池的研发重点已转向了基础性研究。2009年5月，美国政府正式宣布停止支持燃料电池电动车的研发。 美国燃料电池汽车FreedomCAR协作计划 美国燃料电池汽车FreedomCAR协作计划是美国政府 于2002年初提出的一项由美国能源部与美国汽车研究理 事会（USCAR）合作开发经济上可承受的氢气燃料电池汽车技术及相关氢气供应基础设施技术的合作研发项目。美国
燃料电池汽车项目 合作方案 规划设计/投资分析/实施方案
燃料电池汽车项目合作方案说明 燃料电池汽车也可以算作电动汽车，但你可以在五分钟内给电池灌满 燃料，而不是等上几个小时来充满电。燃料电池汽车也是电动汽车，只不 过“电池”是氢氧混合燃料电池。和普通化学电池相比，燃料电池可以补 充燃料，通常是补充氢气。一些燃料电池能使用甲烷和汽油作为燃料，但 通常是限制在电厂和叉车等工业领域使用。 该燃料电池汽车项目计划总投资20000.64万元，其中：固定资产投资14754.97万元，占项目总投资的73.77%；流动资金5245.67万元，占项目 总投资的26.23%。 达产年营业收入38927.00万元，总成本费用30320.61万元，税金及 附加340.04万元，利润总额8606.39万元，利税总额10133.52万元，税 后净利润6454.79万元，达产年纳税总额3678.73万元；达产年投资利润 率43.03%，投资利税率50.67%，投资回报率32.27%，全部投资回收期 4.60年，提供就业职位508个。 坚持节能降耗的原则。努力做到合理利用能源和节约能源，根据项目 建设地的地理位置、地形、地势、气象、交通运输等条件及“保护生态环境、节约土地资源”的原则进行布置，做到工艺流程顺畅、物料管线短捷、
公用工程设施集中布置，节约资源提高资源利用率，做好节能减排；从而 实现节省项目投资和降低经营能耗之目的。 ...... 报告主要内容：项目概论、项目建设必要性分析、项目市场调研、项 目建设内容分析、项目建设地方案、工程设计可行性分析、项目工艺原则、环境影响说明、职业保护、项目风险概况、项目节能概况、计划安排、投 资情况说明、项目经济效益可行性、评价及建议等。
10.16638/https://www.doczj.com/doc/259074661.html,ki.1671-7988.2019.16.012 我国氢燃料电池汽车的发展现状及产业化探究 杨自斌 （信阳职业技术学院汽车与机电工程学院，河南信阳464000） 摘要：随着我国经济的高速发展，汽车的生产量和销售量也在快速增加，随之而来的则是石油资源的日益紧缺和环境问题的日益突出，使得汽车新技术将开发新的能源作为主要的发现方向。在这一背景下，氢燃料电池汽车也应运而生，并且得到了广泛地关注。然而由于受到多种因素的制约，导致氢燃料电池汽车的发展依然存在着诸多问题亟待解决。基于此，文章从新能源背景下出发，对我国氢燃料电池汽车的发展前景以及产业化趋势进行了深入的探究，为其进一步的发展提出了具备实效性的建议。 关键词：氢燃料电池汽车；发展现状；产业化 中图分类号：U461.8 文献标识码：B 文章编号：1671-7988(2019)16-31-03 Development status and industrialization of hydrogen fuel cell automobile in china Yang Zibin ( Xinyang V ocational and Technical College, Automotive and Mechanical and Electrical Engineering College, Hennan Xinyang 464000 ) Abstract:With the rapid development of China's economy, the production and sales of automobiles are also increasing rapidly, which is followed by the increasing shortage of petroleum resources and the increasingly prominent environmental problems, which makes the development of new automotive technologies take the development of new energy as the main direction of discovery. In this context, hydrogen fuel cell vehicles have also emerged and received wide attention. However, due to the constraints of various factors, the development of hydrogen fuel cell vehicles still has many problems to be solved. Based on this, this paper makes an in-depth study on the development prospect and industrialization trend of hydro -gen fuel cell vehicles in China from the background of new energy, and puts forward some effective suggestions for their further development. Keywords: hydrogen fuel cell vehicle; status of development; industrialization CLC NO.: U461.8 Document Code: B Article ID: 1671-7988(2019)16-31-03 引言 随着我国综合国力的提升，人民生活水平的提高，我国汽车的生产量和保有量快速增加，这对于能源的巨大需求和大气污染的治理是一项艰巨的挑战，氢燃料电池汽车以其环保、无污染等特征再次出现在人们的视野，并得到了广泛地关注。现如今很多国家已经开始进入到产业化的发展阶段，加强对氢燃料电池汽车的发展前景和产业化研究具备很强的现实意义及价值。 1 氢燃料电池汽车的基础设施及技术标准 1.1 氢燃料能源的基础设施 作为氢燃料电池汽车运行的重要保障，加氢站等基础设 作者简介：杨自斌，助教，硕士研究生，就职于信阳职业技术学院 汽车与机电工程学院，研究方向：汽车检测与维修技术。 31
燃料电池汽车项目 可行性研究报告 xxx集团
第一章项目概况 一、项目概况 （一）项目名称 燃料电池汽车项目 近年来，能源安全问题和环保压力愈发凸显，全球各国都在大力推动新能源汽车发展。纯电动汽车和插电混动汽车因技术相对简单而获得了快速发展，燃料电池汽车相较于纯电动汽车，具有续驶里程更高、加氢速度快等特点，但技术难度高，已经成为各国和龙头车企接下来产业化发展的重点方向之一。 （二）项目选址 某临港经济技术开发区 场址选择应提供足够的场地用以满足项目产品生产工艺流程及辅助生产设施的建设需要；场址应具备良好的生产基础条件而且生产要素供应充裕，确保能源供应有可靠的保障。 （三）项目用地规模 项目总用地面积49504.74平方米（折合约74.22亩）。 （四）项目用地控制指标 该工程规划建筑系数58.79%，建筑容积率1.01，建设区域绿化覆盖率7.38%，固定资产投资强度166.75万元/亩。
（五）土建工程指标 项目净用地面积49504.74平方米，建筑物基底占地面积29103.84平 方米，总建筑面积49999.79平方米，其中：规划建设主体工程32810.84 平方米，项目规划绿化面积3687.99平方米。 （六）设备选型方案 项目计划购置设备共计168台（套），设备购置费4370.39万元。 （七）节能分析 1、项目年用电量412444.25千瓦时，折合50.69吨标准煤。 2、项目年总用水量24696.55立方米，折合2.11吨标准煤。 3、“燃料电池汽车项目投资建设项目”，年用电量412444.25千瓦时，年总用水量24696.55立方米，项目年综合总耗能量（当量值）52.80吨标 准煤/年。达产年综合节能量21.57吨标准煤/年，项目总节能率27.80%， 能源利用效果良好。 （八）环境保护 项目符合某临港经济技术开发区发展规划，符合某临港经济技术开发 区产业结构调整规划和国家的产业发展政策；对产生的各类污染物都采取 了切实可行的治理措施，严格控制在国家规定的排放标准内，项目建设不 会对区域生态环境产生明显的影响。 （九）项目总投资及资金构成
燃料电池汽车项目可行性报告 规划设计/投资方案/产业运营
摘要 燃料电池汽车也可以算作电动汽车，但你可以在五分钟内给电池灌满 燃料，而不是等上几个小时来充满电。燃料电池汽车也是电动汽车，只不 过“电池”是氢氧混合燃料电池。和普通化学电池相比，燃料电池可以补 充燃料，通常是补充氢气。一些燃料电池能使用甲烷和汽油作为燃料，但 通常是限制在电厂和叉车等工业领域使用。 该燃料电池汽车项目计划总投资11528.20万元，其中：固定资产 投资9155.18万元，占项目总投资的79.42%；流动资金2373.02万元，占项目总投资的20.58%。 本期项目达产年营业收入16522.00万元，总成本费用12592.65 万元，税金及附加203.05万元，利润总额3929.35万元，利税总额4674.38万元，税后净利润2947.01万元，达产年纳税总额1727.37万元；达产年投资利润率34.08%，投资利税率40.55%，投资回报率 25.56%，全部投资回收期5.41年，提供就业职位238个。
燃料电池汽车项目可行性报告目录 第一章概况 一、项目名称及建设性质 二、项目承办单位 三、战略合作单位 四、项目提出的理由 五、项目选址及用地综述 六、土建工程建设指标 七、设备购置 八、产品规划方案 九、原材料供应 十、项目能耗分析 十一、环境保护 十二、项目建设符合性 十三、项目进度规划 十四、投资估算及经济效益分析 十五、报告说明 十六、项目评价 十七、主要经济指标
第二章投资背景及必要性分析 一、项目承办单位背景分析 二、产业政策及发展规划 三、鼓励中小企业发展 四、宏观经济形势分析 五、区域经济发展概况 六、项目必要性分析 第三章项目建设方案 一、产品规划 二、建设规模 第四章选址评价 一、项目选址原则 二、项目选址 三、建设条件分析 四、用地控制指标 五、用地总体要求 六、节约用地措施 七、总图布置方案 八、运输组成 九、选址综合评价
第26卷第6期Vo l.26,No.6 滨州学院学报 Journal of Binzho u University 2010年12月Dec.,2010 氢燃料内燃机车与氢燃料电池车 应用前景比较 收稿日期:2010-09-25 基金项目:滨州学院科研基金项目(BZXY G1003) 第一作者简介:尚明伟(1981-),男,河南开封人,助教,硕士,主要从事氢燃料内燃机的燃烧与优化控制研究,E O mail:shang mingw ei415@163.co m. 尚明伟,崔 鹏,石爱平 (滨州学院自动化系,山东滨州256603) 摘 要:综述了国内外氢燃料内燃机车和氢燃料电池车的研究现状及发展趋势,并对二者的应用前景进行了比较.通过比较找出了二者的区别和联系,得出了氢燃料内燃机车是氢燃料电池车的过渡产品,氢燃料电池车是最终的发展方向这一结论. 关键词:氢燃料内燃机车;氢燃料电池车;应用前景比较 中图分类号:TK 91 文献标识码:A 文章编号:1673-2618(2010)06-0108-05 0 引言 当前,化石燃料(石油、煤、天然气等)日益枯竭,其价格也日益攀升,世界各国都开始实行能源多样化战略,加大新能源研发力度.而在各种新能源中,太阳能、风能不稳定,氢能源是目前最有可能实现实用的新能源.据相关调查显示,2004年至2008年,工业化国家在氢能领域的开发投入年均递增20.5%,各国对氢能实际利用的开发硕果累累,下一次工业革命的幻想也似乎越来越逼真[1]. 氢能源具有资源丰富、来源多样、环保性高、可再生性强等优点,可以同时满足资源、环境和持续发展的要求,这是其他能源所不能比拟的.因此可以说,氢能是人类未来的能源[2]. 氢作为车用能源有两种主流的转化方式.一种是以现有车用内燃机为基础的燃用氢的车用发动机;另一种是以质子交换方式的车用燃料电池发动机[3].近几年来随着技术的突破,氢燃料内燃机车和氢燃料电车都得到了迅速发展,一跃成为汽车行业注目的焦点,它们正在开启并引领一个新的汽车革命时代. 1 氢燃料内燃机 氢燃料汽车使用的是在传统内燃机的基础上加以修改后可以直接用氢为燃料进行燃烧,产生动力的内燃机.氢燃料燃烧产物只有水和氮氧化物,不会产生颗粒、积碳等,从而大大减少了发动机的磨损,减轻了润滑油被污染的程度,可以认为是发动机最清洁的燃料.燃氢汽车不污染环境,是一种环境友好的绿色交通工具.国内外为此展开了技术竞赛,都想在这一领域独占鳌头.1.1 国外氢燃料内燃机车发展概况 国外对氢燃料内燃机车的研究起步比较早.早在19世纪中期,人们就开始对用氢来作为发动机的燃料发生兴趣.到20世纪初,该项研究取得一些进展.英国学者Ricardo 和Burstoll 第一次认真全面研究了氢发动机,两人用了20年对氢发动机的燃烧和工作过程进行了详细的研究[4].20世纪80年代以来,由于国际石油价格上涨,人们开始对氢内燃机投入更多的热情.日本、美国和德国等国家开展了大量的研究工作,其中以日本武藏工业大学与尼桑公司于1990年合作研制成功的/武藏汽车0
中国燃料电池汽车发展问题研究 1 前言 当前，全球能源、环境问题日益严重，世界各国都在积极寻求应对方案，在汽车领域大力推进新能源汽车的目的也正是如此。新能源汽车有不同的类型，其中，燃料电池汽车（Fuel Cell Vehicle，FCV）不仅能够在燃料上实现对燃油的完全替代，而且具有“零排放”、能量转换效率高、燃料来源多样并 可灵活取自于可再生能源等优势，因而被认为是实现未来汽车工业可持续发展的重要方向之一，也是解决全球能源和环境问题的理想方案之一[1-4]。 目前，燃料电池汽车技术尚不够成熟，但各国重视程度在不断提高，呈现出加大力度推进的态势[5-13]。日本、美国、 欧盟和韩国等都投入了大量资金和人力开展燃料电池汽车 的研究。丰田、本田、通用、福特、奔驰、现代等公司都已经开发出燃料电池车型并进行示范运行，进入初步应用阶段。对于中国来说，随着汽车保有量不断攀升，来自汽车产业的能源与环境压力不断增大：一方面，石油对外依存度逐年上升，已从本世纪初的26%增加至2016年的65%以上[14]，对能源安全构成了严峻挑战，实施能源替代迫在眉睫；另一方面，能源结构中化石能源居于绝对主体地位，环保压力巨大，优化能源结构同样刻不容缓。氢能热值较高，储量丰富，
来源多样，应用广泛，特别是具有极佳的环境友好度，代表着人类能源“脱碳入氢”、彻底避免碳排放的可能前景，是理想的长期替代能源候选对象之一。从氢能的应用角度看，燃料电池汽车是重点方向之一，如果氢能可以在规模庞大、影响广泛的汽车产业得到规模化的应用，必将产生深远影响。也就是说，发展燃料电池汽车对于改善中国能源结构、推动交通领域低碳转型以及提升重点产业国际竞争力和科技创 新力具有特殊的战略意义[15-16]。正因如此，在《中国制造2025》等纲领性文件中，中国政府对燃料电池汽车及其相关技术提出了明确的发展规划，重视程度不断提升。 有鉴于此，本文对燃料电池汽车核心技术、关键问题、发展现状等进行了梳理，特别分析探讨了中国燃料电池汽车产业的特点，并提出了现阶段有针对性的发展建议。 2 燃料电池汽车技术的应用进展 2.1 燃料电池汽车技术简介 燃料电池（Fuel Cell，FC）是一种以电化学反应方式将燃料（氢气）与氧化剂（空气）的化学能转变为电能的能量转换装置[4]。19世纪30年代，人们提出了燃料电池的初步构想。此后，随着技术的发展，不同级别的燃料电池问世，并逐步由军用推广至民用领域，如图1所示。自20世纪后半段开始，各大汽车厂商纷纷开展了燃料电池汽车的研究，其中尤其以日本最为领先。目前全世界已有多种高性能燃料电池汽