新能源汽车工作原理氢燃料电池新能源汽车原理

admin 经验 2023-12-26 672 0

问题描述 新能源汽车工作原理

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氢燃料电池新能源汽车原理

氢燃料电池新能源汽车原理

什么是氢燃料电池

燃料电池是一种能量转化装置，它将燃料的电化学能转化成电能。它类似于电池一样也是电化学发电装置，因此被称为燃料电池。对应的采用氢气作为燃料的燃料电池就是氢燃料电池。它可以理解为水电解成氢气和氧气的逆反应。因此反应过程既清洁，又高效。因为它不受传统发动机采用卡诺循环42%左右的热效率限制，氢燃料电池的效率可轻松达到60%以上。

氢燃料电池并不像火箭那样通过氢气和氧气燃烧的剧烈反应产生动能，而是通过催化装置将氢气中的吉布斯自由能释放出来。打个比方，石墨和钻石都是碳的存在形势。但是形成钻石需要高温和高压。因此这种形态转化就代表不同的吉布斯自由能。

氢燃料电池工作原理

氢燃料电池工作原理是氢气通过燃料电池的正极当中的催化剂（铂）分解成电子和氢离子（质子）。其中质子通过质子交换膜（Proton Exchange Membrane）到达负极和氧气反应变成水和热量。对应的电子则从正极通过外电路流向负极产生电能。

什么是氢燃料电池的技术关键

对于氢燃料电池的商用来说，最大的挑战之一就是成本控制。燃料电池汽车目前的成本是普通汽车的5倍左右。其核心部件被称为质子交换膜。它能够将氢气中的电子分离成为质子，进而从正极交换至负极和氧气进行反应产生水和热。相应的，质子交换膜的核心就是催化剂铂。而铂是一种贵金属，也就是通常婚戒的材料铂金。为了推动大规模商用，一方面必须减少催化剂的用量，另一方面是寻求低成本的替代材料。

氢燃料电池汽车的系统组成

谈到氢燃料电池汽车，目前主流采用的是质子交换膜燃料电池（PEMFC）技术。其系统组成通常为燃料电池堆、氢气储罐、动力电池、燃料电池直流升压转换器、动力控制单元和动力电机组成。目前领先的燃料电池堆的功率密度可达3.1kW/L，最大输出功率可达114kW。由于每个燃料电池单体输出电压只有0.6~0.7V，因此需要配合直流升压转换器和动力电池使用。从而让电压可以适配650V高压，驱动动力电机。同时类似动力电池需要电池管理系统BMS，燃料电池也需要精密的监控管理系统FCMS，通过放电状态快速调整反应相关参数。为了储存氢气，一般采用70MPa高压液氢储罐。 ? ?

新能源汽车技术原理和分析

原理在于以纯电动汽车来说，直接将电能转化为机械能，不排放任何物质，是比多传统能源汽车环保很多。

虽然电动车本身在运行的时候不会产生污染，但是搭载的电池是存在污染隐患的。专家认为相比燃油车，电动车造成的电池污染远远大于燃油车的尾气污染，尾气污染可以人为控制，而电池回收成本高，难度大。

新能源汽车的电池组就成为了一大难题。尽管国内新能源车在销售端有着强有力的行政法规辅助，但是从整个产业来看，目前的状况更像是“先污染后治理”的新能源版本。解决动力电池的回收，成为最迫切需要解决的问题。

新能源汽车的介绍：

相比燃油车，电动车造成的电池污染远远大于燃油车的尾气污染，尾气污染可以人为控制，而电池回收成本高，难度大。虽然电动汽车在路上行驶时是零排放，但制造电动汽车电池所产生的二氧化碳比制造传统汽车高出74%。

同样，大众汽车首席执行官也提醒说，利用电动汽车实现建设二氧化碳排放目标实际上可能会导致二氧化碳排放量上升。抛开电池生产问题不谈，电池的回收问题才是最为迫在眉睫的。2018年，我国新能源乘用车销量105.3万辆，同比增长82%，呈现出跨越式发展。

新能源混动汽车原理是什么？

新能源汽车技术原理和分析

1.串联式合动力汽车

发动机、发电机、驱动电机、蓄电池等是构成串联式混合动力汽车的主要部件。从机械的角度来看，电机与行驶系统直接连接，发动机仅仅是用来发电，并没有直接参与汽车驱动。在这个系统中，蓄电池起到控制电量的作用，能够做到平衡电机的输入功率与发电机的输出功率。

2.联式合动力汽车

发动机、发电机、电机、逆变器、蓄电池等是构成并联式混合动力汽车的主要部件。并联式混合动力汽车具有2套驱动系统，在汽车行驶的过程中，可以进行选择，单独的使用发动机/电机作为动力来源，或者通过动力耦合装置，将电机与发动机协调起来，共同作为动力来源。

3.混联式混合动力汽车

发动机、发电机、电机、行星齿轮机构、蓄电池等是构成混联式混合动力汽车的主要部件。混联式混合动力汽车是串联与并联混合动力汽车的综合，结合了两者的优点，利用行星齿轮机构有效的连接动力源，根据实际的状态调节，使行车系统中的电动机、发电机处在了最佳的工作状态，提高了系统的总功率。

4.纯电动汽车

电力驱动控制系统、汽车底盘、辅助装置等是纯电动汽车的组成构件。纯电动汽车指的是仅仅凭借自带的电池所存储的能量作为动力来源的汽车。这种纯电动汽车噪声小、零排放，因此是最为环保的一类汽车。这类汽车只有唯一的动力来源，完全凭借着电池储能，所以行车里程的距离取决于电池储能的大小。

新能源汽车是采用非石油衍生物作为动力的汽车，普通汽车的工作原理是由发动机将热能转变为机械能的过程，是经过进气、压缩、作功和排气四个连续的过程来实现，每进行一次这样的过程就叫一个工作循环。而新能源汽车按照动力的不同，其工作原理也各不相同。燃料电池电动汽车是由空气体中的氢气和氧气在催化剂的作用下驱动的汽车。燃料电池中电化学反应产生的电能是主要的能量来源。燃油电动汽车本质上是一种纯电动汽车，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，氧化剂采用氧气。因此，最早开发的燃料电池电动汽车大多直接使用氢燃料，氢气可以以液化氢、压缩氢或金属氢化物的形式储存。纯电动汽车是一种使用单一电池作为储能动力源的车辆。它以蓄电池为储能动力源，通过蓄电池向电机提供电能，带动电机运转，从而驱动车辆。其他新能源汽车包括使用超级电容器和飞轮等高效储能设备的汽车。目前在我国，新能源汽车主要指纯电动汽车、增程式电动汽车、插电式混合动力汽车和燃料电池电动汽车。传统的混合动力汽车被归类为节能汽车。从全球新能源汽车的发展来看，其电源主要有锂离子电池、镍氢电池、燃料电池、铅酸电池和超级电容器，其中超级电容器多以辅助电源的形式出现。