本篇文章给大家谈谈氢燃料电池车,以及丰田氢燃料电池车对应的知识点,希望对各位有所帮助,不要忘了收藏本站喔。
一、纯电动汽车
首先我们先来了解纯电动汽车的原理,纯电动汽车主要由动力电池、驱动电机、电控系统组成,它是完全由可充电电池提供动力源的汽车。
二、氢燃料电池汽车
氢燃料电池汽车由燃料电池堆、动力电池、驱动电机及电控系统组成,在燃料电池堆栈里,进行着氢与氧相结合的反应,其过程中存在电荷转移,从而产生发电电能来提供动力源。
从以上简单的介绍,我们不难看出,氢燃料电池汽车和纯电动汽车的区别在于:两者都是由动力电池、电机及电动系统组成,而氢燃料电池汽车多了一个发电装置「氢氧燃料电池」系统组成,因此氢燃料电池车可以理解为一辆「自带氢燃料发电机的电动车」,纯电动汽车则需要用外部电能来为动力电池充电。
三、氢燃料电池汽车的发展前景
随着我国汽车保有量的持续增长,汽车排放污染与能源问题将会越来越严峻,现在我国政府采取了一系列控制机动车污染的措施,为了响应国家的政策,我们必须寻找一种对环境零污染或低污染的汽车,新能源汽车已成为汽车产业未来发展的趋势。
在《我国氢燃料电池产业链趋于完善,但大规模商用仍存在阻碍》与《我国氢燃料电池与国际先进水平相比落后了5-10年》中,笔者对我国氢燃料电池在新一代汽车大规模商用遇到的阻碍进行了概括与解析,其中技术存在瓶颈、成本高、经济性差成为限制氢燃料电池汽车发展的主要因素,此外,“加氢焦虑”对氢燃料电池汽车的发展也造成了不利影响。国际与国内都采取了发展技术、加快氢能产业基础设施建设等措施来应对这一系列的难题,同时,这些措施也成为氢燃料电池汽车发展的新趋势。
四、纯电动汽车的发展前景
据粗略统计2017年全国大概生产新能源汽车的企业有两百七十多家,而总共投资新能源电动汽车的企业大概是5000亿左右,全国各地投入这么大的资金来搞这个事,看来这个行业不会赖,事实上也是如此,纯电动汽车的未来是光明的,但是当下的困难确实明显的。
氢内燃汽车(HICEV)是以内燃机燃烧氢气(通常透过分解甲烷或电解水取得)及空气中的氧产生动力,推动的汽车。而氢燃料电池汽车(Fuel cell vehicle-FCEV)是使氢或含氢物质及空气中的氧通过燃料电池以产生电力,再以电力推动电动机,由电动机推动车辆。
燃料电池汽车也是电动汽车,只不过“电池”是氢氧混合燃料电池。两者原理不同,都可以使用氢气来作为动力。
多间公司都有研发氢气车,资金有来自私人及政府,但福特汽车已经放弃,并将资源投放于纯电动车上;雷诺-日产汽车在2009年宣布停止研发氢气车;通用汽车公司在2009年10月宣布减少在氢气车的研发,原因是认为氢气车距实用化还有相当距离。
2009年,日产在日本发起新FCV计划,之后在10月,日产、福特汽车、通用汽车、现代集团、丰田、戴姆勒、雷诺、起亚汽车发表联合声明,将研发燃料电池车,预计2015年完成。2011年,现代集团发表其Blue燃料电池车(FCEV),预计2014年推出。
氢能源汽车加氢气(通常透过分解甲烷或电解水取得)。
氢能汽车分为两种,一种是氢内燃机汽车(Hydrogen internal combustion engine vehicle, HICEV)是以内燃机燃烧氢气(通常透过分解甲烷或电解水取得)产生动力推动汽车。氢燃料电池车(Fuel cell vehicle-FCEV)是使氢或含氢物质与空气中的氧在燃料电池中反应产生电力推动电动机,由电动机推动车辆。
广泛使用氢燃料作为交通能源是氢经济的一个关键因素。
氢内燃机动力:
氢内燃车和氢燃料电池车不同。氢内燃车是传统汽油内燃机车的带小量改动的版本。氢内燃直接燃烧氢,不使用其他燃料或产生水蒸气排出。这些车的问题是氢燃料很快耗尽。载满氢气的油缸只能行驶数英里,很快便没能量。另一方面,各色各样的方法正在研究以减少耗用的空间,例如用液态氢或氢化物。
1807年Isaac de Rivas制造了首辆氢内燃车。可惜该设计甚不成功。宝马的氢内燃车有更多的力量,比氢燃料电池车更快。宝马的氢汽车以三百公里每小时创下了氢汽车的最高速记录。马自达已在开发烧氢的转子引擎。该转子引擎反复转动,故氢从开口在引擎内的不同部分燃烧,减少突然爆炸这个氢燃料活塞引擎的问题。
其他重要汽车生产商如通用汽车和DaimlerChrysler公司,投资在较慢较弱但较有效的氢燃料电池。
此前有关氢燃料汽车,在新能源领域有着不小的轰动,一是日本丰田在2014年成功推出小型氢燃料电池汽车MIRAI,并在2016年2017年大规模构建氢燃料电池在社会公共出行的应用,二是这种加气只要十分钟,续航里程在700-1000公里,排泄物只有水的新能源车型能为民众带来绝大好处,还能够见一系列的可再生绿色生态能源。前不久,汽车氪在对日本氢能生产加注,运输和储存最大合作商hydrognics进行专访后,网友提出了很多相关的问题,今日汽车氪小编进一步带领大家认识几种不用类型的氢燃料电池汽车。
首先从能源储备方式来开,分为液化和压缩。首款小型氢燃料电池汽车MIRAI就是液化型储备的。
Mirai所使用的聚酰胺联线外加轻质金属的高压储氢罐可以承受70MPa压力,并分别置于后轴的前后。液态氢添加的过程与传统添注汽油或者柴油相似,但对于安全性和加注设备具有独立的安全标准。充满Mirai的储氢罐大约需要3-5分钟,在JC08工况下,Mirai的氢储量可以支持700公里续航里程。
Oiden公交车是日野与丰田联合开发的氢燃料公交车,目前这款公交车被投入到日本丰田市使用,此新型燃料电池公共汽车配备了8个高压氢气罐以及两个燃料电池堆和两个电动机。此公交车还具有一个特别的功能,在紧急情况下,可以给建筑物和其他设施提供电力,燃料电池组的最高输出功率为224kW(112kW×2),电机的最高输出功率为220kW(110kW×2),最大扭矩为670N·m(335N·m×2)。另外,高压氢燃料罐的最高填充压力为70MPa,燃料罐的容积为480L。驱动电机的电池采用镍氢电池。
此外网友针对氢燃料电池系统有几个疑问,汽车氪通过Hydrognics相关资料引入为大家解答。首先,粉丝提出高压存储的氢燃料罐体不会不爆炸,爆炸威力如何?会不会像氢弹那么恐怖。
首先我们要了解一下爆炸的概念,爆炸有两种形式,第一种,是燃烧爆炸,气体聚集在一一定的空间内并且密度上升节后氧气后燃烧形成气体急速膨胀而形成的爆炸;第二种是气压爆炸,本身不燃烧,而是通过将气体压缩到一个很大的密度,由于罐体承压极限而导致的膨胀爆炸。
乍一看,氢气是可以燃烧的,而且高压缩貌似会带来爆炸,看来粉丝们的关注不是多余的。但是,科学的论证却并不是那么一回事。
首先,氢燃料电池是运用质子膜进行逆电解反应,本身不是燃烧氢气。氢气只有燃烧的时候才会爆炸,而氢燃料不是燃烧,所以在整个闭回路的过程中不会有燃烧的因素在其中。其次,无论是压缩还是液化,氢气在压缩领域有其独特的特性,那就是密度!氢气可以被压缩至一个很夸张的状态而保持稳定性,而且氢气由于密度极小的缘故及时发生气压不平衡也只会泄出,而不会淤积,并且以很快的速度上升至大气高层。所以即使人为破坏罐体,甚至朝它开枪也不会发生爆炸。所以在日常的使用中,即使发生撞击也不会发生爆炸。所以,粉丝朋友想象中的氢弹画面并不会出现。
其次,氢燃料会不会像电池那样有寿命。当然这个问题汽车氪小编都不得不承认问得非常好。
氢燃料电池虽然被称之为电池,但其的本质是一台化学的发电机,但是万事万物都有寿命,氢燃料也不例外,其用来发电的质子膜和电解槽都有一定的寿命,但是据目前来看其成本远远要低于传统的发动机。而且安全和稳定性是极高的。而且目前从全球领域来看,氢燃料首先会被应用在公共领域,所以像纯电力驱动那样的寿命问题不会出现。
氢作为能源有许多优越性。水通过光分解可制得氢,水的储量很大,又比较低廉;氢燃料燃烧后又生成水,是一种燃烧无害、十分清洁的能源。氢在储存、输送上比电力损失小,而且氢燃烧热值高,1千克氢燃烧产生的热量相当于3千克汽油或4.5千克焦炭的发热量。但是,在应用中,氢的存储与运输以及利用太阳能分解水制取氢,一直是制约氢能发展的瓶颈。
再说燃料电池。它是把燃料中的化学能直接转化为电能的能量转化装置,从外表上看有正负极和电解质等,像一个蓄电池,但实质上它不能“储电”,而是一个小小的“发电厂”。燃料电池也有多种类型,经过多年的探索,最有望用于汽车的是质子交换膜燃料电池。它的工作原理是:将氢气送到负极,经过催化剂(铂)的作用,氢原子中两个电子被分离出来。这两个电子在正极的吸引下,经外部电路产生电流。失去电子的氢离子(质子)可穿过质子交换膜(即固体电解质),在正极与氧原子和电子重新结合为水。由于氧可以从空气中获得,只要不断给负极供应氢,并及时把水(蒸汽)带走,燃料电池就可以不断地提供电能。
目前,对氢能源的利用主要是氢燃料电池。它不同于电能车的显著特点是其没有笨重的电池负荷,并且行驶里程没有电能驱动汽车的限制。因此,氢燃料电池可以说是一种极佳的驱动动力。
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评论
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