氢燃料电池汽车介绍课件

项目三认识新能源汽车任务七认识氢燃料电池汽车【新能源汽车概论】7知识回顾混联式混合动力汽车有几种工作模式？1工作模式纯电模式纯油模式混合模式充电模式目录C

NTENTS学习目标知识储备课堂练习教学重点学习重点氢燃料电池汽车的定义与结构学习重点氢燃料电池汽车与纯电动汽车对比各自的优缺点1201PART

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target学习目标知识目标掌握氢燃料电池汽车的定义与结构组成。熟悉氢燃料电池汽车基本工作原理。了解氢燃料电池汽车的关键技术。1234了解氢燃料电池汽车与纯电动汽车各自的优缺点。02PART

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preparation知识储备知识储备燃料电池及燃料电池汽车定义？ＧＢ/Ｔ２４５４８－２００９燃料电池电动汽车术语燃料电池定义（３.１.１）：将外部供应的燃料和氧化剂中的化学能直接转化为电能、热能和其他反应产物的发电装置。燃料电池电动汽车（３.１.２）：以燃料电池系统作为动力源或主动力源的汽车。知识储备氢燃料电池汽车“氢燃料电池汽车”：（如丰田Mirai）燃料电池和电动机取代了传统的内燃机汽车的引擎，氢燃料电池通过氢与空气中的氧气结合发电，所产生的电能驱动电动机运转，最终驱动车辆的是电动机。知识储备1.氢燃料电池汽车的工作原理及结构组成氢燃料电池汽车由哪些部件组成？知识储备1.氢燃料电池汽车的工作原理及结构组成丰田Mira燃料汽车工作原理储氢罐中的氢气与车头吸入的氧气在燃料电池内发生反应，产生的电能驱动电机从而动车辆，反应产生的剩余电能存入储能电池。知识准备1.1.氢燃料电池汽车的工作原理及结构组成1.1燃料电池堆栈丰田Mirai氢燃料电池汽车燃料电池堆栈燃料电池堆栈：一般由数百片的燃料电池组成，如：丰田Mirai搭载的燃料电池堆栈是由370片薄片燃料电池组成的，因此被称为“堆栈”。利用氢气跟氧气化学反应过程中的电荷转移来形成电流。知识准备1.1.氢燃料电池汽车的工作原理及结构组成1.2储能电池储能电池：用于存储燃料电池堆栈所输出的剩余电能和车辆行驶过程中回收的电能及加速时辅助燃料电池供电。丰田Mirai氢燃料电池汽车的储能电池位于汽车后排座椅后方。在整车负载低的时候可以单独用它供电带动车辆前进。丰田Mirai氢燃料电池汽车储能电池知识准备1.1.氢燃料电池汽车的工作原理及结构组成1.3高压储氢罐高压储氢罐就是气态氢的储存装置，用于给燃料电池供给氢气。知识准备1.1.氢燃料电池汽车的工作原理及结构组成高压储氢罐结构知识准备1.1.氢燃料电池汽车的工作原理及结构组成位于车身后部的两个储气罐容积分别为60L和62.4L，最大可存储5公斤氢燃料，储气压力可达70兆帕。碳纤维+凯夫拉复合材质的储气罐甚至可以抵挡轻型枪械的攻击。知识准备1.1.氢燃料电池汽车的工作原理及结构组成1.4驱动电机氢燃料电池汽车用的驱动电机主要有直流电机、交流电机、永磁同步电机和开关磁阻电机等。知识准备1.1.氢燃料电池汽车的工作原理及结构组成动力控制单元氢燃料电池汽车的动力控制单元在不同的行驶工况下，可以控制动力电池的充放电，实现策略优化，提高经济性。燃料电池升压器用于提升电压，满足驱动电机的最大输出需求。燃料电池堆栈整体电压未超过300V，为了更好地给驱动电机供电，还需要一个升压转换器将电压进行提升。丰田Mirai氢燃料电池汽车的燃料电池升压器知识准备2.氢燃料电池汽车的核心技术2.1储氢方法传统方法1：高压钢瓶（氢气瓶）来储存氢气。缺点：钢瓶储存氢气的容积小，而且还有爆炸的危险。方法2：储存液态氢。缺点：液体储存箱非常庞大，需极好绝热装置来隔热。新型储氢合金（金属氢化物）储存氢气。储氢能力很强。单位体积储氢的密度，是相同温度、压力条件下气态氢的1000倍。目前研发中储氢合金：主要有钛系储氢合金、锆系储氢合金、铁系储氢合金及稀土系储氢合金。知识准备2.2燃料电池燃料电池作为整车主要的电力来源，影响燃料电池的重要因素有哪些？排水性扩散性发电效率与质量体积2.氢燃料电池汽车的核心技术知识准备2.2燃料电池（1）排水性问题：氢氧反应产生“水”在通路堆积，阻碍氧气进入。2.氢燃料电池汽车的核心技术措施：丰田Mirai氢燃料电池汽车的阴极创新性的采用了3D立体精微流道技术，改善了燃料电池的透气性及排水性。知识准备2.2燃料电池（2）扩散性燃料电池是利用氢气跟氧气化学反应过程中的电荷转移来形成电流。关键技术：利用特殊的“电解质薄膜”将氢气拆分。措施：Mirai的燃料电池电解质薄2.氢燃料电池汽车的核心技术丰田Mirai氢燃料电池汽车所采用的燃料电池技术（2）膜被做的更薄，其厚度减小了三分之一。知识准备2.2燃料电池（3）发电效率与质量体积发电效率越高、质量体积越小，车辆的续航里程越长、能耗越小、整车可利用空间越多。2.氢燃料电池汽车的核心技术丰田2008年的燃料电池技术与Mirai燃料电池技术的对比知识准备3.氢燃料电池汽车的特点请同学们对市场上氢燃料电池汽车和纯电动汽车，进行一次调研对比其优劣。具体内容参见教材。知识准备3.1优点3.氢燃料电池汽车的特点燃料电池电动汽车的优点：节能环保性能更卓越氢气加注更快捷续航里程更长能量密度更高过载能力更强优点知识准备3.2缺点3.氢燃料电池汽车的特点车辆制造及使用维护成本高基础设施建设落后能量转化效率低03PART

THREEClass

practice课堂练习课堂练习（1）（多选）氢燃料电池汽车的主要结构组成包括：（A.燃料电池升压器

B.储能电池

C.内燃机

D.动力控制单元E.高压储氢罐

F.驱动电机

G.燃料电池堆栈ABDEF）G。（2）（多选）氢燃料电池汽车的储氢方法有：（AB）D

。A.液态氢储存D.储氢合金储存B.高压钢瓶储存

E.冷冻储存C.气态氢储存（3）影响燃料电池发展的重要因素不包括：（A.排水性

B.扩散性

C.发电效率与质量体积D）。D.制造成本选择题课堂练习A.能量转化效率高

C.能量密度更高B.续航里程更长D.过载能力更强选择题（4）下列关于氢燃料电池汽车优点的描述错误的是：（

A）A.续航里程短C.车辆制造及使用维护成本高B.氢气加注缓慢

D.低温下效能低下（5）下列关于氢燃料电池汽车缺点的描述正确的是：（

C）判断题“氢燃料电池汽车”不加油、不充电、不排放尾气，唯一排放的废物