启飞汽车

    燃料电池电动汽车与普通燃油汽车相比, 其外形和内部空间几乎没有什么区别, 不同之处在于动力系统。燃料电池电动汽车动力系统的基本组成部分有燃料电池系统、电子控制系统、辅助蓄能装置及驱动电动机。图1所示为本田FCX燃料电池电动汽车的基本构成。
 

1.燃料电池系统

    燃料电池系统的核心是燃料电池电堆。此外, 其还配备了氢气供给系统、氧气供给系统、气体加湿系统、水循环及反应物生成处理系统等, 用以确保燃料电池堆正常工作。

1) 氢气供给系统
  
     氢气供给系统的功能包括氢的储存、管理和回收。由于气态氢需要采用高压的方式储存, 因此, 储氢气瓶必须有较高的品质。储氢气瓶的容量决定了一次充氢的行驶里程。轿车一般采用2~4个高压储氢气瓶, 大客车通常采用 5~10个高压储氢气瓶来储存所需的氢气。
     液态氢比气态氢需要更高的压力进行储存, 且要保持低温。 因此, 在使用液态氢时对储氢气瓶的要求更高, 还需要有较复杂的低温保温装置。
     不同的储氢压力, 需要采用相应的减压阀、调压阀、安全阀、压力表、流量表、热量交换器、传感器及管路等组成氢气供给系统。在从燃料电池堆排出的水中,含有少量的氢,可通过氢气循环器将其回收。

2) 氧气供给系统

    氧气供给系统有纯氧和空气两种供给方式。当以纯氧方式供给时, 需要用氧气罐; 当从空气中获得氧气时, 需要用压缩机来提高压力, 以确保供氧量, 增加燃料电池反应的速度。空气供给系统除了需要有体积小、效率高的空气压缩机外, 还需配备相应的空气阀、压力表、流量表及管路, 并对空气进行加湿处理, 以确保空气具有一定的湿度。

3) 水循环系统

    在燃料电池反应过程中, 会产生水和热量, 需要通过水循环系统中的凝缩器加以冷凝并进行气水分离处理, 部分水可用于反应气体的加湿。水循环系统还用于燃料电池的冷却, 以使燃料电池保持在正常的工作温度。

2. 辅助蓄能装置

    混合式燃料电池电动汽车还配备辅助蓄能装置。辅助蓄能装置可采用蓄电池、超级电容和飞轮电池中的一种组成双电源的混合动力系统, 或采用蓄电池+超级电容、蓄电池+飞轮电池的三电源系统。

燃料电池电动汽车配备辅助蓄能装置的作用是:

    (1)在燃料电池电动汽车起动时, 由辅助蓄能装置提供电能, 带动燃料电池起动或带动车辆起步。
    (2)在燃料电池电动汽车运行过程中, 当燃料电池输出的电能大于车辆驱动所需的能量时, 辅助蓄能装置可用于储存燃料电池剩余的电能。
    (3)在燃料电池电动汽车加速和爬坡时, 辅助蓄能装置可协助供电, 以弥补燃料电池输出功率的不足, 使电动机获得足够的电能, 产生满足车辆加速和爬坡所需的电磁转矩。
    (4)向车辆的各种电子设备、 电器提供工作所需的电能。
    (5)在车辆制动时, 将驱动电动机转换为发电机工作状态, 将车辆的动能转换为电能,并向辅助蓄能装置充电, 以实现车辆制动时的能量回收。

3.驱动电动机

    驱动电动机用于将电源所提供的电能转换为电磁转矩, 并通过传动装置驱动车辆行驶。与纯电动汽车和混合动力汽车一样, 燃料电池电动汽车用驱动电动机也可采用直流有刷电动机、交流异步电动机、交流同步电动机、永磁无刷直流电动机和开关磁阻电动机等。
    不同类型的电动机具有不同的性能特点。燃料电池电动汽车通常是结合整车的开发目标, 综合考虑各种电动机的结构与性能特点以及电动机的驱动控制方式和控制器结构特点等, 选择适宜的驱动电动机。

来源：数据来源于网络整理
 

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