5-燃料电池电动汽车PPT课件

未来趋势与挑战
未来趋势
随着环保意识的提高和技术的进步，新能源汽车的市场份额将继续扩大，未来将 成为汽车市场的主导力量。同时，新能源汽车的技术也将不断创新，充电速度、 续航里程等性能将不断提升。
挑战
新能源汽车的发展面临着诸多挑战，如续航里程短、充电时间长、充电设施不足 、电池回收利用难等问题。此外，新能源汽车的市场竞争也日益激烈，企业需要 不断提高产品质量和服务水平才能赢得市场份额。
技术成熟，成本低，但能量密 度低，寿命短
镍氢电池
能量密度较高，寿命较长，但 成本较高，自放电率较高
锂离子电池
能量密度高，寿命长，无记忆 效应，但成本高，安全性有待
提高
其他新型电池技术
如固态电池、燃料电池等，具 有更高的能量密度和更快的充 电速度，但技术成熟度较低
电机驱动系统与控制策略
电机类型
直流电机、交流异步电机、永磁同步电 机等，各有优缺点
内燃机与电动机协同工作
混合动力汽车同时搭载内燃机和电动 机，根据驾驶需求和车辆状态，两者 可单独或同时工作，实现最优动力输 出和燃油经济性。
能量回收系统
智能能量管理系统
通过先进的控制策略和算法，智能分 配内燃机与电动机的功率输出，确保 在不同驾驶场景下都能实现高效、低 排放运行。
在制动或减速时，混合动力汽车能够 通过能量回收系统将动能转化为电能 储存起来，提高能量利用效率。
控制策略
基于车辆行驶状态和驾驶员意图，制 定合理的控制策略，如驱动力控制、
制动能量回收控制等
电机控制器
实现电机的启动、加速、减速、制动 等功能，提高电机运行效率和安全性
智能化控制技术
引入先进的控制算法和智能化技术， 提高电机驱动系统的性能和适应性

分类
混合动力汽车（HEV）、纯电动汽车（BEV，包括太阳能汽车）、燃料电池电 动汽车（FCEV）、其他新能源（如超级电容器、飞轮等高效储能器）汽车等。
发展历程及现状
发展历程
从19世纪末期的电动汽车雏形，到20世纪中期的石油危机推 动新能源汽车研究，再到近现代的环保意识和技术进步共同 驱动新能源汽车的快速发展。
能量回收系统
在制动或减速时，电动汽车的能量 回收系统可将部分能量回收并储存 到电池中，提高能量利用效率。
混合动力汽车技术原理
内燃机与电机协同工作
多种工作模式
混合动力汽车同时搭载内燃机和电机 ，两者协同工作以提供最佳的动力和 燃油经济性。
混合动力汽车可根据驾驶需求在纯电 动、混合驱动和发动机直驱等多种工 作模式间切换。
政策支持与激励机制
介绍政府在推动充电设施建设 方面的政策支持和激励机制。
换电站点设置和运营管理方案
换电站点类型及功能
介绍不同类型换电站点的功能、服务对象和 运营要求。
运营管理方案
提出换电站点的运营管理方案，包括设备维 护、人员管理、安全保障等方面。
设置原则与选址策略
阐述换电站点设置应遵循的原则，以及针对 不同区域和场景的选址策略。
政策支持与标准规范
提出智能化服务平台的推广应用策略，包 括合作伙伴选择、市场推广、用户培训等 方面。
介绍政府在推动智能化服务平台发展方面 的政策支持和标准规范。
07
新能源汽车行业前景展望与挑战应对
技术创新带来的机遇和挑战
01
技术创新推动新能源汽车行业快 速发展，提高电池能量密度、降 低成本、提升安全性等方面的技 术突破为行业带来巨大机遇。
05
新能源汽车政策环境及市场分析

01 新能源汽车概述 标 题 目 录 内 容
TITLE DIRECTORY CONTENT
中国发展电动车的原因：
我国汽车现状
在新能源车这个新的平 台上，暂时没有特别大 的差距，有赶上的一个 机会。
能源危机的迫近
如果发动机汽车增加的 话原油的海外依赖度就 会继续升高。
资源结构类型
稀土资源丰富，98%的 稀土都集中在中国，电 动车所需大部分零部件 都需要稀土资源。
标题目录内容
TITLE DIRECTORY CONTENT
动力电池
为整车储存能量，内部设置有动力电池管理器 和温度、电压传感器。
电池管理器主要的功用就是： （1）电池包电量计算； （2）电池温度、电压、湿度检测； （3）漏电检测、异常情况报警； （4）充放电控制、预充控制； （5）电池一致性检测； （6）系统自检等。
（3） 回收再生制动能量
当车辆滑行或制动时，控制电机反转来产生电能 对动力电池进行充电。
01 新能源汽车概述 标 题 目 录 内 容
TITLE DIRECTORY CONTENT
发动机不同工况的燃油消耗
PART 02
02 电动车构造
标题目录内容
TITLE DIRECTORY CONTENT
1、电源和电池管理系统；
03 主要零部件介绍
标题目录内容
TITLE DIRECTORY CONTENT
动力总成（电机+变速箱）
电动车的能量转换装置，通过驱动电机控制器 的调配用电机将电能转化为机械能，驱动整车行驶。
03 主要零部件介绍
标题目录内容
TITLE DIRECTORY CONTENT
序号
A B C
连接

按照所使用天然气燃料状态的不同，天然气汽车可以分为：
1）压缩天然气（CNG）汽车。压缩天然气是指压缩到 20.7—24.8 MPa的天然气，储存在车载高压气瓶中。
2）液化天然气（LNG）汽车。液化天然气是指常压下、 温度为-162度的液体天然气，储存于车载绝热气瓶中。
3）液化石油气（LPG）是一种在常温常压下为气态的烃类 混合物，比空气重，有较高的辛烷值，具有混合均匀、燃 烧充分、不积碳、不稀释润滑油等优点，能够延长发动机 使用寿命，而且一次载气量大、行驶里程长。
3.负载容量
负载容量是针对电动机功率和转矩的大小而确定，电机功 率的选择应满足配套机械负载必需的容量，不要过大也不 可以过小。
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二、电动汽车用电动机分类 电动汽车驱动电动机种类：
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三、电动汽车常用的电动机
电动汽车驱动电机主要包括直流电机和交流电机，目前广 泛使用的交流电机有：交流感应电机、开关磁阻电机和永 磁电机（包括无刷直流电机和永磁同步电机）。
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第四节 国内、外新能源汽车一览 一、美国新能源汽车 1.凯迪拉克Escalade-混合动力汽车 2.别克君越eAssist混合动力汽车 二、德国新能源汽车 1.奔驰S400混合动力汽车 2.宝马i8混合动力超跑车 3.大众途锐混合动力汽车 4.奥迪Q5混合动力汽车
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三、日本新能源汽车 1. 雷克萨斯LS 600hL混合动力汽车 2.丰田凯美瑞尊瑞混合动力汽车 3.本田Insight混合动力汽车 4.日产聆风纯电动汽车 四、中国新能源汽车 1.上汽荣威E50纯电动汽车 2.比亚迪 E6纯电动汽车 3.长城哈弗M3EV纯电动汽车 4.沃尔沃C30纯电动汽车 五、韩国新能源汽车 2013现代索纳塔混合动力汽车

基础设施问题
加氢站等基础设施的建设目前还相对滞后，无法满足大规模推广燃料电池电动汽车的需求 。如何快速、有效地建设氢能供应基础设施是燃料电池电动汽车发展面临的又一挑战。
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市场前景
随着环保意识的增强和新能源汽车市 场的不断扩大，燃料电池电动汽车有 望在未来成为重要的交通出行方式。
燃料电池电动汽车的基本组
02
成
燃料电池系统
燃料电池堆
发生电化学反应产生电流的核心部件。
氧化剂供应系统
将氧气（通常来自空气）输送到燃料电池 堆的部件。
燃料供应系统
将氢气从储存装置输送到燃料电池堆的部 件。
面临的挑战
成本问题
目前，燃料电池的生产成本以及燃料电池电动汽车的售价都相对较高，限制了其大规模推 广。如何降低生产成本和售价是燃料电池电动汽车普及面临的重要挑战。
技术问题
虽然燃料电池技术已经取得了显著进步，但在性能、寿命和安全性等方面仍存在诸多挑战 。需要进一步提高燃料电池的性能和稳定性，以满足汽车行驶的需求。
燃料电池电动汽车的发展现状
技术进步
随着燃料电池技术的不断发展，燃料 电池电动汽车的性能和成本效益逐渐 提升，为大规模商业化应用奠定了基
础。
产业合作
汽车制造商、能源公司、科研机构等 多方合作，共同推动燃料电池电动汽
车技术的进步和应用拓展。
政府支持
各国政府纷纷出台政策扶持燃料电池 电动汽车产业发展，推动基础设施建 设和技术研发。
车身结构
轻量化设计
燃料电池电动汽车的车身结构通常采用轻量化材料，如 高强度钢、铝合金和碳纤维等，以降低整车质量，提高 能源利用效率。
空间布局
由于燃料电池系统的特殊性质，车身结构需要为燃料电 池堆、储氢罐等关键部件提供合适的空间和保护，确保 安全性和稳定性。

• 有害气体ＳＯx、ＮＯx及噪音排放都很低 Ｃ Ｏ2排放因能量转换效率高而大幅度降低，无机 械振动。
• 燃料适用范围广
燃料电池的优点
• 积木化强 规模及安装地点灵活，燃料电池电 站占地面积小，建设周期短，电站功率可根据 需要由电池堆组装，十分方便。燃料电池无论 作为集中电站还是分布式电，或是作为小区、 工厂、大型建筑的独立电站都非常合适
再生氢氧电池（AFC）
再生氢氧燃料电池 将水电解技术(电能 +2H2O→2H2+O2)与氢 氧燃料电池技术 (2H2+O2→H20+电能)相 结合 ,氢氧燃料电池的燃 料 H2、氧化剂O2可通 过水电解过程得以“再 生”, 起到蓄能作用。可 以用作空间站电源。
熔融碳酸燃料电池（MCFC）
熔融碳酸盐燃料电池是由 多孔陶瓷阴极、多孔陶瓷电解 质隔膜、多孔金属阳极、金属 极板构成的燃料电池。其电解 质是熔融态碳酸盐。 反应原理示意图如下：
这种燃料电池以甲醇为能量来源。
这种燃料电池以甲醇为能量来源，手机， 笔记本电脑将不再用充电。
固体氧化物燃料电池
• 固体氧化物燃料电池采用固体氧 化物作为电解质，除了高效，环 境友好的特点外，它无材料腐蚀 和电解液腐蚀等问题；在高的工 作温度下电池排出的高质量余热 可以充分利用，使其综合效率可 由50%提高到70%以上； 它的燃 料适用范围广，不仅能用H2，还 可直接用CO、天然气（甲烷）、 煤汽化气，碳氢化合物、NH3、 H2S等作燃料。这类电池最适合 于分散和集中发电。 其工作原理如图所示：
净输出功率100kw最大稳定输出功率120kw峰值输出功率150kw电压300480v可以根据用户要求调整电流0400a能量转化效率4552燃料存储方式高压铝内胆碳纤维缠绕环氧树脂浸渍的储氢罐燃料类型气态氢操作环境温度050相对湿度095工作温度6080工作压力常压物理特性长宽高1040mm680mm690mm2重量560kg不包括驱动电机噪声76db120kw第三代燃料电池大巴发动机30燃料电池的出现与发展将会给便携式电子设备带来一场深刻的革命并且还会波及到汽车业住宅以及社会各方面的集中供电系统

采用非铂系催化剂
化学性质稳定
缺点：
氧化剂中必须不含有CO2。 燃料中必须不含CO2 电池电化学反应生成的水必须及时排出，维持水
平衡。
磷酸盐燃料电池（PAFC)
PAFC 是一种以磷酸为电解质的燃料电池 。 PAFC采用重整天然气作燃料，空气作氧化剂， 浸有浓磷酸的SiC 微孔膜作电解质 ， Pt/C 作 催化剂 ，工作温度 200℃ 。
具体做法是将全氟磺酸树脂玻璃化温度下施加一定压力，将以加入全氟磺酸树脂的氢电极（ 阳极 ）、隔膜( 全氟磺酸型质 子交换膜) 和 已加入全氟磺酸树脂的氧电极（阴极）压和在一起，形成了电极-膜-电极三合一组 件 ，
200℃左右 ，能量 SOFC的电解质是固体氧化物 ， 如 ZrO2 、 Bi2O3 等 ， 其阳 极是Ni-YSZ陶瓷 ， 阴 极目前主要采用 锰酸镧 (LSM，La1-xSrxMnO3 ) 材料。
碱性燃料电池的工作温度大约80℃。
碱性燃料电池工作示意图
AFC电极的制备工艺
AFC的电极设计要求电极具有高度稳定性的气、液、 固三相界面。
双孔结构电极 电极分两层，粗孔层和细孔层，粗孔层与 气室相连，细孔层与电解质接触。电极工作时，粗孔层 内充满反应气体，细孔层内填满电解液。细 孔层的电解 液浸润粗孔层，液气界面形成并发生电化学反应，离子 和水在电解液中传递，而电子则在构成粗孔层和细孔层 的合金骨架内传导 。
黏结型电极 是将亲水的导电体（ 如电催化剂材料铂 ／ 碳 ）与具有粘结能力的防水剂 （ 如聚四氟乙烯乳液 ） 按比例混合制成电极。 它在微观尺度上是相互交错的两 相体系，由防水剂构成的疏水网络为反应气体提供内部 的扩散通道；由电催化剂构成 的亲水网络可以被电解液 充满浸润，它为水和OH- 提供通道的同时，也为电子的 传导提供通道。

新能源汽车的发展历程
初期阶段
20世纪90年代，电动汽车和混合 动力汽车开始出现，但技术尚不 成熟，市场接受度低。
发展阶段
进入21世纪，随着环保意识的提 高和技术的进步，新能源汽车逐 渐受到关注。各国政府出台政策 鼓励新能源汽车的研发和推广。
成熟阶段
近年来，随着电池技术的突破和 充电设施的完善，新能源汽车市 场迅速扩大，成为未来汽车产业 的发展方向。
氢燃料电池汽车技术原理
氢燃料电池汽车是指使用氢气和氧气 通过化学反应产生电能来驱动的汽车 。
氢燃料电池汽车的优点包括零排放、 低噪音、快速加氢和更高的能源效率 。
燃料电池堆是氢燃料电池汽车的核心 部件，它由多个燃料电池单元组成， 通过氢气和氧气反应产生电能和水蒸 气。
太阳能汽车技术原理
太阳能汽车是指完全依靠太阳能 来驱动的汽车。
自动驾驶技术
随着自动驾驶技术的不断发展，未来新能源汽车 将更加智能化，能够实现更高级别的自动驾驶功 能。
互联技术
未来新能源汽车将更加互联化，实现车与车、车 与基础设施、车与行人的智能互联，提高行车安 全和交通效率。
未来新能源汽车的市场预测
市场规模
随着环保意识的提高和技 术的进步，未来新能源汽 车市场规模将继续扩大。
充电设施
充电基础设施不够完善，给车主带来不便， 也影响了新能源汽车的推广。
认知度低
由于宣传不够，人们对新能源汽车的认知度 较低，影响了市场接受度。
新能源汽车的发展前景
技术进步
随着电池技术的不断进步，新能源汽 车的续航里程将得到提升，同时充电 时间也将缩短。
基础设施完善
随着政府对新能源汽车的大力推广， 充电基础设施将不断完善，为新能源 汽车的发展提供更好的条件。

洗牌阶段
市场竞争加剧导致部分实力较弱的企业被 淘汰出局，优势企业逐渐凸显，市场份额
向头部企业集中。
快速发展阶段
随着技术进步和政策扶持力度加大，越来 越多企业涌入新能源汽车市场，产品种类 不断丰富，市场竞争日益激烈。
成熟阶段
市场进入成熟阶段后，竞争格局趋于稳定， 企业之间的竞争转向品牌、技术、服务等 方面。
能源安全
减少石油依赖，提高国家能源安全。
环境保护
产业升级
推动汽车产业向智能化、电动化、网 联化方向发展。
降低汽车尾气排放，改善空气质量。
地方政府推广举措
推广应用
在城市公交、出租车、共享汽车 等领域推广新能源汽车。
充电设施建设
加快充电基础设施建设，提高充电 便利性。
宣传引导
开展新能源汽车知识普及和宣传活 动，提高公众认知度。
场快速发展。
技术创新期待
消费者对新能源汽车技术创新、 性能提升、续航里程等方面有更 高期待，对智能驾驶、车联网等
智能化技术关注度持续提高。
多元化需求
消费者对新能源汽车类型、品牌、 价格等需求呈现多元化趋势，对 个性化定制和差异化服务的需求
也日益明显。
竞争格局演变过程
初期阶段
新能源汽车市场初期以政策驱动为主，少 数企业率先进入市场，竞争格局尚未形成。
功能模块
车联网平台包括数据采集与处理模块、远程监控与诊断模块、智能导航与出行服务模块、车 载娱乐与信息服务模块等。
在新能源汽车中的应用案例
例如，通过车联网平台实现远程监控和诊断，及时发现和解决新能源汽车故障问题；提供智 能导航和出行服务，为新能源汽车用户提供更加便捷的出行体验。
信息安全防护措施
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