燃料電池電動(dòng)汽車的優(yōu)勢(shì)和類型
1)零排放或接近零排放,環(huán)保。燃料電池電動(dòng)汽車本質(zhì)上是零排放汽車,燃料電池沒有燃燒過程。如果以純氫為燃料,氫和氧通過電化學(xué)的方法結(jié)合,產(chǎn)物就是潔凈的水。當(dāng)使用其他富氫有機(jī)化合物作為燃料電池的燃料時(shí),產(chǎn)物中除水外可能含有少量CO2,但其排放量比內(nèi)燃機(jī)少得多,不存在其他污染物(如氮氧化物、硫氧化物、碳?xì)浠衔锘蝾w粒物)的問題,接近零排放。與傳統(tǒng)汽車相比,不僅減少了漏油造成的水污染,還減少了溫室氣體排放。
2)能量轉(zhuǎn)換效率高,節(jié)能。燃料電池的能量轉(zhuǎn)換效率極高。燃料電池沒有活塞或渦輪等機(jī)械部件和中間環(huán)節(jié),不受熱機(jī)過程和熱力循環(huán)(卡諾循環(huán))的影響,因此能量轉(zhuǎn)換效率高。燃料電池的化學(xué)能轉(zhuǎn)換效率理論上可以達(dá)到100%,實(shí)際效率已經(jīng)達(dá)到60%和80%,是普通內(nèi)燃機(jī)的23倍(汽油機(jī)和柴油機(jī)汽車整體熱效率分別為16%、18%和22%、24%)。因此,從節(jié)能的角度來(lái)看,燃料電池汽車明顯優(yōu)于使用內(nèi)燃機(jī)的普通汽車。
3)燃料多樣化,能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)優(yōu)化。燃料電池中使用的氫燃料具有廣泛的來(lái)源。在自然界中,大量的氫氣儲(chǔ)存在水中,可以分解成氫氣、可再生能源、天然氣、丙烷、甲醇、汽油、柴油、煤等化工產(chǎn)品。燃料來(lái)源的多樣化有利于能源供應(yīng)的安全和現(xiàn)有交通基礎(chǔ)設(shè)施(如加油站等)的利用。).燃料電池不依賴石油燃料,各種可再生能源可以轉(zhuǎn)化為氫能進(jìn)行有效利用,減少了對(duì)石油資源的依賴,優(yōu)化了交通能源的構(gòu)成。
4)續(xù)駛里程長(zhǎng),性能優(yōu)于其他電池的電動(dòng)車。使用燃料電池發(fā)電系統(tǒng)作為能源,克服了純電動(dòng)汽車?yán)m(xù)駛里程短的缺點(diǎn),長(zhǎng)途行駛能力和動(dòng)力性能接近傳統(tǒng)汽車。燃料電池電動(dòng)汽車在成本和綜合性能(尤其是行駛和加油時(shí)間)上明顯優(yōu)于其他電池電動(dòng)汽車。
5)過載能力強(qiáng)。除了在較寬的工作范圍內(nèi)具有較高的效率外,燃料電池的短期過載能力可以達(dá)到額定功率的200%以上,更適合汽車的加速和爬坡。
6)運(yùn)行平穩(wěn),噪音低。燃料電池屬于靜態(tài)能量轉(zhuǎn)換裝置,除了空氣壓縮機(jī)和冷卻系統(tǒng)之外,沒有其他運(yùn)動(dòng)部件。因此,與內(nèi)燃機(jī)汽車相比,它擺脫了發(fā)動(dòng)機(jī)噪音,運(yùn)行時(shí)噪音和振動(dòng)更小。
(2)燃料電池電動(dòng)車輛的類型
1)純?nèi)剂想姵仳?qū)動(dòng)的車輛(FCEV)。純?nèi)剂想姵仉妱?dòng)汽車只有燃料電池一個(gè)電源,車輛的所有用電負(fù)荷都由燃料電池承擔(dān)。
2)由燃料電池和輔助電池(FC B)驅(qū)動(dòng)的FCEV。這種結(jié)構(gòu)不僅為燃料電池提供動(dòng)力,也為輔助電池提供動(dòng)力,驅(qū)動(dòng)電機(jī)工作。
3)燃料電池和超級(jí)電容器聯(lián)合驅(qū)動(dòng)(FC C)的FCEV。這種結(jié)構(gòu)類似于燃料電池,除了電池被超級(jí)電容器代替。與電池相比,超級(jí)電容器具有更高的充放電效率、更少的能量損耗、更高的功率密度和更長(zhǎng)的循環(huán)壽命,但其能量密度較小。隨著超級(jí)電容器技術(shù)的不斷進(jìn)步,這種結(jié)構(gòu)將成為一個(gè)新的重要的研究方向。
4)由燃料電池、輔助電池和超級(jí)電容器驅(qū)動(dòng)的FCEV。這種結(jié)構(gòu)不僅為燃料電池提供動(dòng)力,也為輔助電池和超級(jí)電容提供動(dòng)力,驅(qū)動(dòng)電機(jī)工作。
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