燃料電池電動汽車

燃料電池電動汽車實質上是電動汽車的一種，在車身、動力傳動系統、控制系統等方面，燃料電池電動汽車與普通電動汽車基本相同，主要區別在於動力電池的工作原理不同。燃料電池的反應機理是將燃料中的化學能不經過燃燒直接轉化為電能，即通過電化學反應將化學能轉化為電能，實際上就是電解水的逆過程，通過氫氧的化學反應生成水並釋放電能。電化學反應所需的還原劑一般採用氫氣，氧化劑則採用氧氣，因此最早開發的燃料電池電動汽車多是直接採用氫燃料，氫氣的儲存可採用液化氫、壓縮氫氣或金屬氫化物儲氫等形式。

燃料電池的反應不經過熱機過程，因此其能量轉換效率不受卡諾循環的限制，能量轉化效率高；它的排放主要是水非常清潔，不產生任何有害物質。因此，燃料電池技術的研究和開發備受各國政府與大公司的重視，被認為是21世紀的潔凈、高效的發電技術之一。

純燃料電池車只有燃料電池一個動力源，汽車的所有功率附和都有燃料電池承擔。燃料電池汽車多採用混合驅動形式，在燃料電池的基礎上，增加了一組電池或超級電容作為另一個動力源。燃料電池的基本組成有：電極、電解質、燃料和氧化劑。燃料可以是氫氣（H2）、甲烷（CH4）、甲醇（CH3OH）等，氧化劑一般是氧氣或空氣，電解質可為酸鹼溶液（H2SO4、H3PO4、NaOH等）、熔融鹽（NaCO3、K2CO3）、固體聚合物、固體氧化物等。與普通電池不同的是，只要能保證燃料和氧化劑的供給，燃料電池就可以連續不斷地產生電能。

電池的種類繁多，通常可以依據其工作溫度、燃料種類、電解質類型進行分類。按工作溫度，燃料電池可分為高、中、低溫型三類。工作溫度從常溫至100℃為低溫燃料電池；工作溫度100℃～300℃為中溫燃料電池；工作溫度在500℃以上為高溫燃料電池。按燃料來源，燃料電池可分為兩類，第一類是直接式燃料電池，即燃料直接使用氫氣；第二類是間接式燃料電池，其燃料是通過某種方法把氫氣（H2）、甲烷（CH4）、甲醇（CH3OH）或其他烴類化合物轉變成氫或富含氫的混合氣供給燃料電池。按電解質劃分，燃料電池大致上可分為五類：①鹼性燃料電池（AFC）。②磷酸型燃料電池（PAFC）。③固體氧化物燃料電池（SOFC）。④熔融碳酸鹽燃料電池（MCFC）。⑤質子交換膜燃料電池（PEMFC）。

①燃料電池發動機（FCE）：主要由燃料電池堆、進氣系統、排水系統、供氫系統、冷卻系統、電堆控制單元和監控系統組成。此為主要動力源。②動力蓄電池組：輔助動力源。③電流變換器：交直流變換。④動力總成：傳遞動力、換檔。⑤氫氣系統：提供氫氣。⑥動力控制單元：動力控制、故障診斷。

燃料電池電動汽車除了在車身、控制器及驅動系統等方面面臨著與電動汽車相同的問題之外，在其儲能動力源——燃料電池方面還有較多問題急需解決，氫燃料電池在氫燃料製取、儲存及攜帶等方面以及非氫燃料電池的重整系統的效率、體積、質量大小及反應速度等方面的技術還需進一步提高。