最全燃料電池系列科普報告（制氫、儲運、燃料電池系統、混合動力）

2017-09-25 11:09:29 電池視界　點擊量：評論 (0)

燃料電池系列科普報告----制氫我國燃料電池基礎設施建設進入加速期，為燃料電池汽車商業化做好充分準備。加氫基礎設施是燃料電池發展的重要保障，氫氣的低成本輸運也是需要重點攻克的難題，適合燃料電池汽車的高

燃料電池系列科普報告——混合動力

我國燃料電池基礎設施建設進入加速期，為燃料電池汽車商業化做好充分準備。此前的系列科普中，已經介紹了氫氣的制取、儲運以及燃料電池系統的相關知識內容。在本文中，將會為大家分別為大家介紹燃料電池與混合動力各自的優缺點和發展情況，燃料電池在混合動力思維下的發展情況。

思考的問題：

1.混合動力汽車、燃料電池汽車分別是如何工作的？各自的優點如何？

2.混合動力汽車的現狀如何？

3.混合動力在燃料電池汽車中是如何應用的？

重要結論：

混合動力汽車由燃油和電能混合提供動力，電動機作為發動機的輔助。燃料電池汽車是由燃料混合發生化學反應提供動力。兩者均屬于電動汽車的范疇。前者發展較早，技術相對成熟，后者無污染，符合清潔能源的要求。

相較于純電動汽車而言，混合動力汽車更容易被市場所接受。利用燃料電池與動力電池的電電混合，為燃料電池汽車提供更加充足的動力。

1、混合動力汽車與燃料電池汽車

電動汽車包括純電動汽車(BEV)、混合動力汽車(PHEV)和燃料電池汽車(FCEV)三大類。他們分別代表了不同的驅動方式。

純電動汽車總體上由兩大部件構成：電動機、動力電池。純電動汽車完全依靠電腦驅動，使用成本是目前市售的新能源車中最低的。純電動汽車的優點在于技術相對簡單成熟，只要有電力供應的地方都能夠充電。

混合動力汽車已經有超過100年的歷史，第一款混合動力汽車1902年已經問世，隨后又有多種混動車型被發明出來，但是由于石油供給穩定，價格較低，因此混合動力汽車始終未得到足夠重視。直至20世紀90年代，由于油價的上升，混合動力汽車的研發才重新進入人們的視線。

從上圖中可以看出，混合動力汽車是由發動機和電動機共同驅動的，優點在于可以十分方便地回收制動時、下坡時、怠速時的能量，并且在電池單獨驅動時，可實現“零”排放。

燃料電池汽車實際上是通過氫氣和氧氣的化學作用，產生的電能驅動車輛行駛。它也是電動汽車的一種，結構基本類似，只不過多了一個燃料電池和氫氣罐。燃料電池汽車的優勢在于，加氫時間短、駕駛里程長，電堆無分解污染。

2、混合動力汽車簡介

世界第一款量產混合動力汽車豐田普銳斯，從1997年開始銷售至今，保有量已經超過300萬輛。目前，在生產的混合動力車型超過70種，銷量較高的除豐田普銳斯外，雪佛蘭沃藍達、雷克薩斯全混系列、寶馬5系混動、榮威550插電版、比亞迪秦等，也都有優秀的銷售成績。混合動力汽車早已成為汽車市場重要的組成部分。

混合動力汽車可以按照多種方式進行分類，除了按照混合程度分為插電和不插電混合之外，還可以按照混合方式不同分為串聯、并聯和混聯；還可以按照動力耦合系統模型分為轉矩耦合、轉速耦合和功率耦合；按照混合程度類型，還可以為微混合動力、輕度混合動力、中度混合動力、重度混合動力等。

從上表可以看出，目前的混合動力車型以外國車企為主，國內仍處于起步階段。國內已研制和銷售的車型多為節能效果比較有限的微混合動力及技術要求相對簡單的插電式混合動力，而使用相對方便，節能效果同樣突出的中、重度混合動力汽車，國內目前的研發比較欠缺。

3、混合動力在燃料汽車中的應用

燃料電池車與純電動車一樣，是一種完全無排放的環保車。目前的燃料電池車多用氫氣作為驅動燃料，若所使用氫氣純度可以保證，那么所產生的廢氣中只有水。燃料電池與純電動車一樣，可以改變能源結構。同時具有燃燒效率高，產物無污染，使用壽命長，充氣簡單的優勢。

由于燃料電池電池電壓電流輸出特性及動態響應滯后的特點，結合混合動力汽車的原理，燃料電池加動力電池的電-電混合動力系統誕生了。燃料電池混合動力系統主要包括燃料電池、輔助動力源、DC/DC變換器等部件。燃料電池系統作為車輛常規運行時的主要動力源，為車輛的常規運行提供所需能量；輔助動力源為蓄電池或超級電容器，提供車輛在啟動、加速、爬坡等特殊工況下所需功率。如此，既能保證車輛在不同工況下所需的能量，同時能夠減小對燃料電池的沖擊，提高燃料電池的壽命。

燃料電池混合動力汽車能夠提高燃料電池的使用壽命。同混合動力汽車類似，燃料電池混合動力汽車是由燃料電池與動力電池混合，兩種方式進行共同驅動。動力電池提供車輛啟動、加速、減速等非穩態下所需的大功率，平均功率由燃料電池提供，使燃料電池運行工況基本不變，負載變化較小，輸出功率平穩，對燃料電池的瞬時沖擊小，能夠大大提高燃料電池的使用壽命。動力電池作為燃料電池混合動力汽車的輔助動力源，可以通過控制動力電池的充放電功率，提高動力電池的使用壽命。

補貼提高競爭力。工信部、財政部、科技部和發改委《新能源汽車推廣補貼方案及產品技術要求》中對燃料電池乘用車實行20萬元/輛補貼，輕型貨車、客車30萬元/輛補貼，大型客車、中重型貨車50萬元/輛的補貼，純電動大巴汽車將在2019年會有退坡政策，這樣燃料電池混合動力汽車將具有很大的市場競爭力。

燃料電池混合動力汽車加氫時間短，一般為3—5min，續航里程可達到500km以上，遠遠超過了傳統純電動汽車的續航里程。

國內燃料電池混合動力系統現狀。目前，國內主流整車廠開發的燃料電池客車、物流車、乘用車等均采用燃料電池混合動力系統，用氫燃料電池搭配一定功率的動力電池作為車輛動力源。氫燃料電池混合動力系統最先在客車進行示范推廣和商業化應用。

宇通最新一代燃料電池城市客車采用電-電混合動力系統，配備了額定功率為30kW的燃料電池系統同時搭載40-60kWh鋰離子動力電池，車身頂部設置了8個140L的氫瓶，續駛里程超過300km，每一次加氫只需要10-15min。

上海榮威950氫燃料電池乘用車使用氫燃料混合動力系統，其中燃料電池由大連新源動力股份有限公司提供，鋰離子動力電池由上海航天電源技術有限責任公司提供，續航里程大于400km，最高時速可達到160km/h。

4、總結

以上，我們所有的燃料電池科普已經結束。在燃料電池系列科普中，我們介紹了關于氫氣制造、運輸、燃料電池動力系統及其與混合動力系統的匹配問題。

簽訂燃料電池模塊組裝框架協議，加快公司燃料電池產業化進程。大洋電機利用巴拉德成熟的燃料電池系統技術及自身在電機及混合動力系統的技術優勢，與車企進行了燃料電池汽車的緊密合作，尤其在燃料電池客車領域已經獲得了較大進展。目前，大洋電機正在建設燃料電池模組組裝生產線，巴拉德提供技術支持，該業務短期內面向商用車和物流車，合作的車廠包括佛山飛馳、東風特汽等。

3、總結

本篇科普，我們詳細介紹了燃料電池堆的結構，及國內外燃料電池堆的發展現狀。但是，由于燃料電池堆響應速度較慢，因此通常都需要搭配一套電驅動系統形成混合動力系統。