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氫燃料電池車的工作原理和優勢

2021-11-19
來源:光電資訊
關鍵詞: 氫燃料電池車

  氫燃料電池指的是氫通過與氧的化學反應而產生電能的裝置。氫燃料電池車的驅動力來自于車上的電動機就像純電動車一樣,因此氫燃料電池車可以理解為一輛“自帶氫燃料發電機的電動車”。

  氫燃料電池車主要由高壓儲氣罐、氫燃料電池堆棧、燃料電池升壓器、動力蓄電池組、驅動電動機和動力控制單元等組成。

  氫燃料電池車工作原理

  在燃料電池堆棧里,進行著氫與氧相結合的反應,其過程中存在電荷轉移,從而產生電流。與此同時氫與氧化學反應后正好生成水。

  燃料電池堆棧作為一個化學反應池,其關鍵的技術核心為“質子交換薄膜”。在這層薄膜的兩側緊貼著催化劑層,將氫氣分解為帶電離子狀態,因為氫分子體積小,攜帶電子的氫可以透過薄膜的微小孔洞游離到對面去,但是在攜帶電子的氫穿越這層薄膜孔洞的過程中,電子被從分子上剝離,只留下帶正電的氫質子通過薄膜到達另一端。

  氫質子被吸引到薄膜另一側的電極與氧分子結合。薄膜兩側的電極板將氫氣拆分成氫離子正電和電子、將氧氣拆分 成氧原子以捕獲電子變為氧離子(負電),電子在電極板之間形成電流,2個氫離子和1個氧 離子結合成為水,水成為了該反應過程中的唯一“廢料”。從本質來講整個運行過程就是發 電過程。隨著氧化反應的進行,電子不斷發生轉移就形成了驅動汽車所需的電流。

  氫燃料電池車的優勢

  1、節能環保性能優越

  縱觀氫燃料電池整個運行過程中,除了消耗氧氣和空氣之外,沒有其他的能源消耗,沒有加油也沒有充電,節能性能毋庸置疑。同時,氫燃料電池堆棧在生產電能的過程中只產生水,因此其優勢就是真正的實現了“零排放”目標。

  2、容易實現

  燃氫發動機的實用化相對容易實現,傳統內燃機結構只需稍加的改動就可以燃用氫氣,而且可以充分利用全球現存的車用發動機生產線路和配套設施,因此是車用發動機氫能應用解決方案中具經濟性和使用廣泛的。此外,氫內燃機對氫燃料純度的要求也沒有燃料電池那么苛刻,并且在內燃機應用方面,傳統的汽車廠商已經擁有了大量的經驗。

  3、燃料補充時間與燃油車相當

  氫燃料電池車加注氫氣的過程非常快速便捷,專用的加氫設備僅需3分鐘即可充滿氫原料,相對于純電動車超長的充電等待時間而言,其優勢是顯而易見的。

  4、性能叫板燃油車

  奧迪A7Sportbackh-tronquattro作為一款氫燃料電池車,前后軸各配備了一臺ZUI大輸出功率85Kw,ZUI大扭矩270Nm的電動機,總功率達170Kw,更提供了高達540Nm的扭矩。該車0-100Km加速7.9秒,ZUI高時速180Km/h,可與汽油車媲美。




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