纯燃料电池驱动FCEV

新能源汽车技术考点第1章 绪论1、 新能源汽车定义：新能源汽车系指采用非常规车用燃料作为动力来源（或使用常规车用燃料、采用新型车载动力装置），综合车辆动力控制和驱动方面先进技术，形成技术原理先进、具备新技术、新构造汽车。

2、 发展新能源汽车必要性：石油短缺、环境污染、气候变暖。

3、 新能源汽车技术路线：（1）拟定“纯电驱动”技术转型战略；（2）坚持“三纵三横”研发布局。

补充：1、新能源汽车涉及纯电动汽车、增程式电动汽车、混合动力汽车、燃料电池电动汽车、氢发动机汽车、其他新能源汽车等。

第2章 电动汽车用动力电池1、化学电池：运用物质化学反映发电。

2、化学电池按工作性质分为原电池、蓄电池、燃料电池和储备电池。

3、额定电压：指电池在原则规定条件下工作时达到电压。

（镍镉电池和镍氢电池额定电压为1.2V，锂离子电池额定电压为3.6V，铅酸电池额定电压为2V。

）4、深度放电：如果电压低于放电终结电压后电池继续放电，电池两端电压会迅速下降，形成深度放电。

5、荷电状态：是电池在一定放电倍率下，剩余电量与相似条件下额定容量比值。

反映电池容量变化。

6、比功率：单位质量电池所能输出功率称为比功率，也称质量比功率。

7、比能量：也称为质量比能量，是指电池单位质量所能输出电能,单位是W.h/kg。

8、自放电率：指电池在存储期间容量下降率，即电池无负荷时自身放电使容量损失速度。

9、放电速率：普通用电池在放电时时间或放电电流与额定电流比例来表达。

10、电动汽车对动力电池规定重要有：（1）比能量高（2）比功率大（3）充放电效率高（4）相对稳定性好（5）使用成本低（6）安全性好11、蓄电池常规充电办法：恒流充电法、分段电流充电法、恒压充电法、恒压限流充电法等。

12、镍氢电池特点：（1）比功率高（2）循环次数多（3）无污染（4）耐过充过放（5）无记忆效应（6）使用温度范畴宽（7）安全可靠13、锂离子电池特点：长处：（1）工作电压高（2）比能量高（3）循环寿命长（4）自放电率低（5）无记忆性（6）对环境无污染（7）可以制导致任意形状缺陷：（1） 成本高（2） 必要有特殊保护电路，以防止过充14、当前，车用燃料电池急需解决如下核心问题：(1) 提高车用燃料电池单位质量(或体积)、电流密度及功率，提高车辆所必须迅速起动和动力响应能力；(2) 必要开发质量轻、体积更小、能储存更多氢能车载氢储存器，以便更有效地运用燃料能量，提高续驶里程和载质量；(3) 必要解决好氢气安全问题，在一定条件下，氢气比汽油具备更大危险性，因此无论采用什么储存方式，储存器及其安全办法都必要满足使用规定；(4) 电池组件必要采用积木化设计，开发有效制造工艺，并进行高效自动化生产，从而减少材料和制造费用；(5) 发展构造紧凑及性能可靠质子互换膜燃料电池同步开发应用其他燃料，像甲烷、柴油等驱动质子互换膜燃料电池，这将会拓宽质子互换膜燃料电池应用范畴。

燃料电池的种类及应用燃料电池是一种将化学能转化为电能的技术，其工作原理是通过将氢气与氧气反应产生电子、阳离子和水，并产生电流来驱动外部设备。

燃料电池可以分为多种类型，每种类型都有着不同的特点和适用场景。

以下是一些常见的燃料电池种类及其应用：1. 质子交换膜燃料电池（PEMFC）：PEMFC 是目前最常见和最常用的燃料电池类型之一。

它由氢气和氧气在质子交换膜中反应生成水和电能。

这种燃料电池具有高效、响应速度快、启动时间短等优点，适用于小型移动设备、汽车、船舶和无人机等应用。

2. 高温聚合物电解质燃料电池（HT-PEMFC）：HT-PEMFC 操作温度较高，约为150-200摄氏度。

它通常使用高温聚合物作为电解质，这使得它具有更好的耐久性和氧化稳定性。

由于其高温操作条件，它可以直接从燃料中产生电，因此适用于汽车等需要高功率输出的应用。

3. 燃料电池电动汽车（FCEV）：燃料电池电动汽车是一种使用燃料电池作为能源的电动汽车。

它使用氢气作为燃料，通过与空气中的氧气反应来产生电能。

与传统的燃油汽车相比，燃料电池电动汽车具有零排放、零污染和长续航里程等优点。

4. 固体氧化物燃料电池（SOFC）：SOFC 是一种高效、长寿命的燃料电池，它可以直接将化学能转化为电能。

它使用固体氧化物作为电解质，通常在800-1000摄氏度的高温条件下运行。

SOFC 可以使用多种燃料，包括氢气、甲烷和生物质等，因此在工业应用中具有广泛的用途，如电力发电站、垃圾处理厂等。

5. 直接甲醇燃料电池（DMFC）：DMFC 通过将甲醇和氧气反应产生电能。

这种燃料电池不需要氢气供应，因此它更加便携和灵活。

DMFC 适用于小型移动设备，如笔记本电脑和移动电话等。

6. 氧化铝燃料电池（AFC）：AFC 通常使用碱性电解质和盐水作为电解质，氢气和氧气反应产生电能。

它具有低成本、高效率和长寿命等优点，但由于其在腐蚀性液体中的操作，因此应用范围较为有限。

新能源汽车概论期末复习题新能源汽车概论复习题一、填空1、新能源汽车一般可分为汽车、汽车、汽车和汽车等。

2、纯电动汽车由主模块、模块和模块三大部分组成。

3、天然气汽车可以分为天然气汽车（CNGV）和天然气汽车（LNGV）4、生物燃料汽车有：燃料汽车、燃料汽车、燃料汽车5、、电动汽车使用的蓄电池主要有蓄电池、蓄电池、蓄电池、蓄电池、蓄电池、6、、电动汽车蓄电池充电方法主要有：充电、充电和充电7、电动汽车包汽车、电动汽车和电动汽车。

8、混合动力电动汽车按照动力系统结构形式划分为式、式和式三类9、常用的电动汽车储能装置有、、、10、电动汽车用电机主要电动机、电动机、电动机、电动机、电动机5种11、电动汽车充电方式主要有充电方式、充电方式、充电方式、电池充电方式和充电方式。

12、蓄电池如果放电不完全就又充电，下次放电时就不能放出全部电能的现象就叫。

二、选择题1、铅酸蓄电池单体工作电压为（）A、12VB、2VC、1.2V2、锂离子电池单体工作电压为（）A、12VB、3.6VC、1.2V3、镍氢电池单体工作电压为（）A、12VB、2VC、1.2V4、镍隔电池单体工作电压为（）A、12VB、2VC、1.2V5、锌镍电池单体工作电压为（）A、12VB、2VC、1.65V6、铝铁电池单体工作电压为（）A、12VB、2VC、1.2～1.5V7、锌空气电池单体工作电压为（）A、12VB、2VC、1.4VD、有机溶液8、铝空气电池单体工作电压为（）A、12VB、2VC、1.4VD、有机溶液9、铅酸蓄电池用的电解液是（）A、K0HB、H4C、NH4ClD、有机溶液10、镍氢蓄电池用的电解液是（）A、K0HB、H2SO4C、NH4Cl D、有机溶液11、镍隔蓄电池用的电解液是（）A、K0HB、H2SO4C、NH4ClD、有机溶液12、锂离子电池用的电解液是（）A、K0HB、H2SO4C、NH4ClD、有机溶液13、锌镍蓄电池用的电解液是（）A、K0HB、H2SO4C、NH4ClD、有机溶液14、铅酸蓄电池用的正极是（）A、锌B、铅板D、Ni(OH)2E、LiC0O215、镍氢蓄电池用的正极是（）A、锌B、铅板C、铝D、Ni(OH)2E、LiC0O216、镍隔电池用的正极是（）A、锌B、铅板C、铝D、Ni(OH)2E、LiC0O217、锂离子电池用的正极是（）A、锌B、铅板C、铝D、Ni(OH)2E、LiC0O218、锌镍电池用的正极是（）A、锌B、铅板C、铝D、Ni(OH)2E、LiC0O219、铝空气电池用的正极是（）A、锌B、铅板D、Ni(OH)2E、LiC0O220、锌空气电池用的正极是（）A、锌B、铅板C、铝D、Ni(OH)2E、LiC0O221、氢燃料电池正极用的燃料是（）A、O2B、H2C、甲醇D、Ni(OH)2三、术语解释1、压缩天然气（CNG）2、液化石油气(LPG)3、纯电动汽车4、混合动力车5、纯燃料电池汽车6、生物燃料汽车7、氢燃料汽车8、太阳能汽车9、PEMFC10、AF11、PAFC12、MCFC13、SOFC14、DMFC15、RFC16、转差率S三、问答题1、什么是新能源汽车？2、什么是纯电动汽车，纯电动汽车可分为哪些类型？3、电动汽车的关键技术4、燃料电池电动汽车的类型？5、燃料电池电动汽车的动力系统主要由哪几部分组成？6、什么是太阳能汽车，其主要由哪些部分组成？7、动力电池的性能指标有哪些？8、电动汽车对动力电池的要求主要有哪些？9、蓄电池的常规充电方法有哪几种？10、按电解质分类燃料电池有哪几种？11、什么是超级电容器？12、超级电容器的特点13、简述飞轮电池及其结构与原理？14、直流电动机的优缺点？15、无刷直流电动机的优缺点?16、永磁同步电动机优缺点？17、开关磁阻电动机的优缺点？18、电动汽车制动能量回收的方法有哪几种？答案一、填空1、电动；气体燃料；生物燃料；氢燃料2、电力驱动；车载电源；辅助3、压缩；液化4、甲醇；乙醇；二甲醚5、铅酸；镍氢；镍镉；锂离子；锌镍6、恒流；恒压；脉冲快速7、纯电动；混合动力；燃料电池8、串联；并联；混联9、蓄电池；燃料电池；超级电容器；飞轮电池10、直流；无刷直流；异步；永磁同步；开关磁阻11、常规；快速；无线；更换；移动式二、选择1、B2、B3、C4、C5、C6、C7、C8、C9、B 10、A 11、A 12、D 13、A 14、B 15、D 16、D 17、D 18、D 19、C 20、A21、B三、术语解释1、压缩天然气（CNG）是指压储存在车载高压气瓶中的天然气，主要成分是甲烷，易于完全燃烧，抗爆性好。

SAE 燃料电池汽车（FCEV ）标准委员会燃料电池汽车标准赵静炜（中国汽车技术研究中心 天津 300162）燃料电池汽车（FCV ）因其具有安静、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。

世界汽车发达国家政府和企业界竞相投入大量资金用于燃料电池汽车研发。

这种情况下美国OEMs 和一些供应商认为燃料电池汽车领域已经开始对标准提出需求，1998年，OEMs 提出在SAE 电动车辆论坛下建立燃料电池标准论坛。

在SAE ，对于电动车辆（EVs）先期制定的标准框架已基本制定完成，形成了SAE 推荐规程，但其工作重点主要是针对电池驱动的电动汽车。

OEM 认为今后的工作重点应放在燃料电池电驱动的车辆上，同时OEM 也对ISO/TC22/SC21(国际标准化组织/道路车辆技术委员会/电动道路车辆分技术委员会)以及IEC （国际电动委员会）表达了这种观点。

1999年，召开了SAE 燃料电池标准论坛成立大会，同年召开了第1次论坛大会，成立了几个工作小组，并提出了50多个“感兴趣的项目”由不同的工作组承担。

2000年，ISO/TC22/SC21主席提议与SAE 燃料电池标准论坛合作，并建立了“特殊联络”渠道，这种“特殊联络”被其他的标准化组织看好，IEC/TC105——燃料电池，IEC/TC69——电动道路车辆和电动工业用卡车，ISO/TC197——氢源技术和ISO/TC58——气瓶标委会希望实现与SAE 、ISO/TC22/SC21的协调和沟通，加入到这个工作领域。

SAE 与ISO/TC22/SC21的这种关系被SAE 接受后，日本电动车辆协会(JEV A)也要求加入到这个“特殊联系”中，JEV A 建立了与SAE 框架类似的工作组，这样在燃料电池汽车标准方面自然的信息流通导致了“全球协调标准”。

2001年，SAE 燃料电池标准论坛重新更名为“SAE 燃料电池标准委员会”，成为一个独立组织，不再依赖SAE 电动车辆论坛，标委会的主要相关联系见图1。

常见的新能源汽车有哪些种类新能源汽车是指有别于传统的燃烧汽油或柴油的发动机汽车, 目前主要分为纯电动汽车、混合动力汽车、燃料电池汽车等几大种类。

1.纯电动汽车(Battery Electric Vehicle , 简称BEV)纯电动汽车就是指纯粹靠电能驱动的车辆, 它不需要其他能量。

它可以通过家用电源（普通插座）、专用充电桩或特定的充电场所进行充电, 以满足日常的行驶需求。

代表车型: 北汽EX360、比亚迪e系列。

在结构原理上, 纯电动汽车完全依靠电能驱动, 工作时安静程度也比普通燃油汽车好很多, 甚至还需要刻意去加装加噪装备提醒路人有车辆经过, 而且电机具备低转速、高扭矩的特点, 使得其启动和加速性能也很好。

纯电动汽车的优势就是零排放, 完全不需要燃油产生动能, 使用成本较传统燃油汽车低很多, 周期性保养项目、保养费用也比普通汽车低很多, 一般更换齿轮油、刹车片即可。

还可以享受到较多的国家补贴, 不同地区也都有相应的补贴政策。

纯电动汽车的缺点也很明显: 续航里程受电池容量的限制, 续航里程也比较短；与传统燃油车辆加油相比, 充电比较费时。

同时为之服务的充电设施数量比较少, 布局也不够广泛, 还有待进一步增设；动力电池更换费用高, 甚至占总车价的一半还多, 电池衰减的问题却是客观存在的；环境温度对于电池的影响也比较明显, 尤其是严寒的冬季电池容量明显减小。

目前大部分厂家都提供5年/10万千米的电池质保。

2.混合动力汽车（Hybrid Electric Vehicle, 简写HEV）广义上说, 混合动力汽车是指车辆驱动系统由两个或多个能同时运转的单个驱动系统联合组成的车辆, 车辆由单个驱动系统单独或共同提供动力。

通常我们说的混合动力汽车, 是指油电混合动力汽车, 即采用传统的内燃机（柴油机或汽油机）和电机作为动力源。

混合动力汽车可以分为三类:（1）普通混合动力汽车。

普通混合动力汽车的动力电池容量较小, 不能由外部电源充电, 纯电动模式续航里程很短, 纯电驱动仅在车辆起步、低速工况时使用, 汽车运行时主要依靠发动机, 只有在急加速时, 电机才辅助提供能量。

三、新能源汽车的类别及特点根据新能源汽车的定义，我们可以认定的新能源汽车有很多种，随着新能源汽车的不断发展，其包含的范围也越来越广。

鉴于目前市场主流认识，从新能源的技术特点和车辆驱动原理上来分，一般将新能源汽车分为混合动力汽车（Hybird Electric Vehicle，HEV）、纯电动汽车（Battery Electric Vehicle，BEV）、燃料电池汽车（FuelCell Electric Vehicle，FCEV）和燃气汽车、生物燃料汽车以及其他能量形式驱动的汽车。

以下做简要介绍。

（一）纯电动汽车纯电动汽车（Battery Electric Vehicle，BEV），顾名思义就是纯粹靠电能驱动的车辆。

它必须使用专用充电桩或者特定的充电场所进行充电才能行驶。

典型的例子是特斯拉。

它的优点是结构简单，保养项目少，使用成本低，缺点是电池的续航里程和电池寿命较短，温度对电池容量的影响非常大，充电的便利性也不好。

由于电能的来源广泛，在未来还会有更清洁的电能产生，因此纯电动车是未来的最终发展趋势。

电动汽车无内燃机汽车工作时产生的废气，不产生排气污染，对环境保护和空气的洁净是十分有益的，几乎是“零污染”。

众所周知，内燃机汽车废气中的CO、HC及NOX、微粒、臭气等污染物形成酸雨酸雾及光化学烟雾。

电动汽车无内燃机产生的噪声，电动机的噪声也较内燃机小。

电动汽车的研究表明，其能源效率已超过汽油机汽车。

电动汽车停止时不消耗电量，在制动过程中，电动机可自动转化为发电机，实现制动减速时能量地再利用。

图1-3-1纯电动汽车典型结构图（二）混合动力汽车混合动力汽车（Hybird Electric Vehicle，HEV）指的是至少拥有两种动力源，使用其中一种或多种动力源提供部分或者全部动力的车辆。

从目前世界范围内的整个形势来看，日本是电动汽车技术发展速度最快的少数几个国家之一，特别是在发展混合动力电动汽车方面，日本居世界领先地位。

燃料电池电动汽车驱动电机及其控制技术作者：刘俊骏宋雨茜欧俊阳来源：《科技风》2016年第15期摘要：燃料电池电动汽车是根据原电池的原理，将化学能转化为电能，再通过驱动系统将电能转化为机械能，由于其产物是水，因此对环境无污染。

本文主要讨论了不同的电机驱动形式及其控制技术。

关键词：燃料电池；电动汽车；驱动电机；控制技术目前，石油等资源正在进一步匮乏，而且环境问题也日趋严重，因此社会对资源和环境的重视度正在逐步提高，燃料电池电动汽车作为一种新的节能环保的交通工具正受到来自各国政府的高度重视。

1 FCEV的结构及其工作原理1.1 FCEV动力系统的基本结构FCEV的基础是传统的燃油汽车，目前许多已经应用在FCEV上的技术参数都是由燃油汽车上的相关参数修改而来的，因此就外形来看，FCEV的外形特点和传统的燃油汽车几乎没有差别，但是两者在动力系统上却有着明显差异。

鉴于电机驱动独有的一些特点，所以FCEV在其结构、性能与技术参数上也有其独到的一面。

1.2 燃料电池的工作原理燃料电池的本质就是原电池，它能将化学能转化为电能，在阳极上提供氢气，阴极上提供氧气，氢气在催化剂Pt的作用下失去电子形成H+，留在电解液中，而电子则沿外部电路流到阴极，形成电流。

在阴极上，O2与H+在Pt的作用下发生化学反应生成水，理论上只要原料能持续输入和产物水能及时排出，那么这个装置就能持续的向外供电。

2 FCEV驱动电机的作用驱动系统的核心部件是电机，电机将燃料电池发出的电能转变为机械能驱动电动汽车运动，所以FECV的动力性能将直接由电机来保证。

3 燃料电池电动汽车驱动电机的种类及其控制方法驱动电机及其控制技术是电动汽车驱动系统重点研究对象，目前根据电机的种类不同可以分为直流电机、交流异步电机、永磁同步电机和开关磁阻电机4种。

直流电机因为其结构简单易于调整等优势最早应用在电动汽车上，但随着技术的不断革新，交流电机展现出来的优势更强于直流电机。

fcev原理
FC-EV是一种基于燃料电池和电动车技术的能源互补系统。

它结合了燃料电池车和电动车的优势，可以提供长时间、长里程的驱动能力，并且能够充分利用能源，降低排放。

FC-EV的原理是将燃料电池和电动车的驱动系统相互补充。

燃料电池是一种利用氢气和氧气在化学反应中产生电能的装置，而电动车则使用电能驱动发动机。

在FC-EV系统中，燃料电池产生的电能被用来为电动车的电池充电，以提供额外的驱动能力。

具体来说，FC-EV系统包括燃料电池、电池组、电动机和控制系统。

燃料电池产生的电能首先通过电控系统进行整流和与电池组的匹配，然后被储存到电池组中。

当车辆需要驱动时，电能从电池组中供给给电动机，使车辆运行。

在FC-EV系统中，燃料电池的作用是为电池组提供充电，扩展了电动车的里程和驱动时间。

电池组则提供了更高的功率和峰值输出能力，使得车辆能够具备更好的动力性能。

同时，由于燃料电池产生的电能是通过氢气和氧气反应产生的，因此其排放只有水蒸汽，减少了对环境的污染。

总的来说，FC-EV系统利用燃料电池和电动车技术的互补优势，提供了长时间、长里程的驱动能力，同时降低了对环境的影响。

这种系统在未来能源和交通领域
有着广泛的应用前景。