资源简介

(共59张PPT)
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电动汽车动力蓄电池及管理系统
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铅酸动力电池认知
任务 3
常见动力电池
项目二
碱性动力电池认知
任务 4
锂离子动力电池认知
任务 5
任务 6
燃料电池认知
其它动力电池认知
动力电池的使用
任务 7
任务 8
任务6 燃料电池认知
* 模块二 动力电池认识
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燃料电池认知
学习内容
1.燃料电池的发展里承诺；
2.简单燃料电池的种类及特点；
3.各种燃料电池的结构原理及特点；
4.质子交换膜燃料电池结构原理；
5.质子交换膜燃料电池主要部件；
6.直接甲醇燃料电池结构原理；
7.燃料电池汽车对燃料电池的要求；
8.燃料电池汽车的类型及特点；
9.几款常见的燃料电池汽车。
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燃料电池认知
学习内容
1.能说出燃料电池的发展里承诺；
2.能简说出燃料电池的种类及特点；
3.能手说出各种燃料电池的结构原理及特点；
4.能说出质子交换膜燃料电池结构原理；
5.能介绍质子交换膜燃料电池主要部件；
6.能说出直接甲醇燃料电池结构原理；
7.能说出燃料电池汽车对燃料电池的要求；
8.能介绍燃料电池汽车的类型及特点；
9.能介绍几款常见的燃料电池汽车。
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何为燃料电池？
燃料电池（Fuel Cell）是一种将持续供给的燃料和氧化剂中的化学能连续不断的转化成电能的化学装置。
燃料电池认知 燃料电池概述
燃料电池认知
燃料电池发展历程
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阅读教材燃料电池发展历程，小组合作完成学习工作页任务一习题。
燃料电池认知
燃料电池发展历程
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1839 年, 英国科学家格罗夫发现了燃料电池的原理，被称为“燃料电池之父”，
1889 年，蒙德和朗格尔改进氢氧“气体电池”并正式确定其名称为“燃料电池”。
1959年，培根和弗洛斯特研制成功6KW碱性燃料电池系统。
1960年，通用电气公司开发成功质子交换膜燃料电池。
1973 年发生石油危机后，世界各国普遍认识到能源的重要性。
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燃料电池有哪几种？有何特点？
燃料电池认知 燃料电池种类及特点
燃料电池认知
燃料电池分类
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安运行机理分
酸性燃料电池和碱性燃料电池
电解液种类不同
碱性燃料电池（AFC）、质子交换膜燃料电池（PEMFC）等
燃料类型不同
氢燃料电池、甲烷燃料电池、甲醇燃料电池、乙醇燃料电池。
按运行机理分
燃料电池认知
燃料电池特点
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1.效率高
燃料电池的发电方式直接等温地将化学能转变成电能，没有燃烧过程、不受卡诺循环的限制、转换次数少、效率高。
燃料电池认知
燃料电池特点
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2.噪声低
理论上可以实现“零噪声”，但由于泵类及冷却风机的存在，井不能实现零噪声运转，仍然有一些噪声存在，但比较小。
燃料电池认知
燃料电池特点
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3.占地面积小、建造时间短
4.污染小
燃料电池以氢气为主要燃料，它清洁、无污染，而且不会产生二氧化碳温室效应气体。
5.所用燃料广泛
要是含有氢原子的物质(例如天然气、石油、煤炭等汽化产物，或是沼气、酒精、甲醇等)，都可以作为燃料使用。
6.用途广
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传统电池和燃料电池有何异同？
燃料电池认知 燃料电池种类及特点
燃料电池认知
燃料电池与传统电池的异同
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燃料电池认知
碱性燃料电池结构及工作原理
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碱性燃料电池工作原理
燃料电池认知
碱性燃料电池特点
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（1） 转化效率高（50%~55%）。
（2）工作温度大约为80℃，它的起动很快，但其电力密度较低。
（3）性能可靠，可用非贵金属作为催化剂。
（4）碱性燃料电池是燃料电池中生产成本最低的一种电池。
（5）碱性燃料电池使用具有腐蚀性的液态电解质，具有一定的危险性和容易造成环境污染。
燃料电池认知
磷酸燃料电池
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磷酸燃料电池结构
1.燃料极
磷酸燃料电池的电池片由基材及肋条板触媒层
2.电介质层
保持确酸
3.空气极
与燃料极具有相同构造
燃料电池认知
磷酸燃料电池
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磷酸燃料电池工作原理
阳极：
阴极：
电池反应式：
燃料电池认知
磷酸燃料电池
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磷酸燃料电池特点
工作温度较高
比质子交换膜温度高，约为150~200℃
转化效率低
约为40%，其加热的时间也比质子交换膜燃料电池长。
构造简单、稳定、电解质挥发度低
因其优点已得应用
燃料电池认知
熔融碳酸燃料电池
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熔融碳酸盐结构
由多孔陶瓷阴极、多孔陶瓷电解质隔膜、多孔金属阳极、金属极板构成的燃料电池
燃料电池认知
熔融碳酸盐燃料电池
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熔融碳酸盐工作原理
阴极：
阳极：
电池反应式：
燃料电池认知
固体氧燃料电池
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固体氧器燃料电池
每跟管子都是一电池单体，从里面到外面分别由空气电极、电解质、燃料电极以及双极板连接材料等组成。
燃料电池认知
固体氧燃料电池
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固体氧器燃料电池工作原理
阴极：
阳极：
电池反应式：
燃料电池认知
质子交换膜燃料电池
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质子交换膜燃料电池结构
单电池由阳极、阴极和质子交换膜组成，阳极为氢燃料发生氧化的场所，阴极为氧化剂还原的场所，两极都含有加速电极电化学反应的催化剂，质子交换膜作为电解质。
燃料电池认知
质子交换膜燃料电池
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质子交换膜工作原理
阳极：
阴极：
燃料电池认知
质子交换膜燃料电池主要部件
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膜电极通常由电极（又称气体扩散层）、催化剂层、电解膜等组成。
燃料电池认知
质子交换膜燃料电池主要部件
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何为甲醇燃料电池？思考上述问题，完成学习工作页任务十习题。
燃料电池认知 燃料电池种类及特点
燃料电池认知
直接甲醇燃料电池结构
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直接甲醇燃料电池结构
以质子交换膜为电解质、液态甲醇为燃料的一种新型燃料电池
它主要由阳极、阴极和电解质膜三部分组成。
燃料电池认知
直接甲醇燃料电池工作原理
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燃料电池认知
直接甲醇燃料电池工作原理
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燃料电池认知
燃料电池概述
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DMFC的主要技术问题
1.阳极催化剂问题
最常用的阳极催化剂为 Pt 基催化剂，但 Pt 催化剂对甲醇的电催化氧化活性不高，而且易被甲醇氧化生成的中间产物 CO 毒化
2.DMFC 的成本问题
由于在DMFC中，贵金属催化剂的用量较多，且常用的Nafion膜的价格很高，因此，如何降低DMFC的成本，也是值得关注的一个问题。
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如果将燃料电池用到汽车中作为动力源，燃料电池应该具有满足哪些性能要求？
燃料电池认知 燃料电池种类及特点
燃料电池认知
燃料电池汽车
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零排放
燃料添加迅速、方便
启动温度低
有较高的比能量
能满足启动和制动能量反馈的能量要求
有足够的强度和可靠性
燃料电池认知
燃料电池发展历程
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阅读教材燃料电池汽车类型及特点部分内容，小组合作完成学习工作页任务十二习题。
燃料电池认知
燃料电池汽车的类型和特点
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纯燃料电池电动汽车结构
1.优点：
（1）结构简单，便于控制；
（2）轻
（3）能量传递效率高，经济性好
2. 缺点：
（1） 能量消耗大；
（2） 成本较高；
（3） 动态响应慢；
（4） 无法实现制动能量的回收
燃料电池认知
燃料电池汽车的类型和特点
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燃料电池与辅助蓄电池联合驱动结构
1.结构上在燃料电池驱动模式的基础上增加了一组蓄电池和DC/DC变换器。
2.燃料电池为主动力源，蓄电池的功能是回收汽车制动能量以及为汽车起动、加速、爬坡等过程提供补充能量。
燃料电池认知
燃料电池汽车的类型及特点
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（1）(FC+B)结构的特点的优点：
①降低对燃料电池的功率要求；
②燃料电池可在比较好的设定的工作条件下工作，工作时效率较高；
③系统对燃料电池的动态响应性能要求较低；
④汽车的冷起动性能好；
⑤实现制动能量的回馈。
（2）(FC+B)结构的特点的缺点：
①动力电池使整车质量增加，动力性和经济性受到影响；
②动力电池充放电过程会有能量损耗；
③系统变得复杂，系统控制和整体布置难度增加。
燃料电池认知
燃料电池汽车类型及特点
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“燃料电池＋超级电容”的结构
1.与“燃料电池＋蓄电池”结构相似，只是把蓄电池换成超级电容。
2.优点：相对于蓄电池，超级电容充放电效率高，能量损失小、功率密度大、在回收制动能量方面比蓄电池有优势，循环寿命长、但是超级电容的能量密度较小。
燃料电池认知
燃料电池汽车类型及特点
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FC+B+C结构
1.(FC+B+C)结构的优点：
（1）能量输出较为平缓
（2）对燃料电池和蓄电池的功率要求；
（3）冷启动性能更好么
（4）超级电容接收回馈能量，减少蓄电池的充放电次数，延长蓄电池使用寿命。
2.(FC+B+C)结构的缺点：
（1）整个系统质量较重
（2）系统更加复杂化，控制和布置难度较大
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燃料电池电动汽车基本有哪些部件组成？基本结构有哪几种？
燃料电池认知 燃料电池种类及特点
燃料电池认知
燃料电池电动汽车基本结构
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燃料电池电动汽车的动力系统结构
组成：燃料电池、辅助动力源、电动机和动力电控系统等组成
种类：直接燃料电池、重整燃料电池
燃料电池认知
燃料电池发展历程
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阅读教材直接燃料电池汽车部分知识，小组合作完成学习工作页任务十三3、4习题。
燃料电池认知
燃料电池电动汽车基本结构
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直接燃料电池电动汽车动力系统的基本构成
直接燃料电池电动汽车动力系统主要包括燃料电池系统、配备辅助蓄能装置、驱动电机和电子控制系统。
燃料电池认知
燃料电池电动汽车基本结构
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燃料电池系统
燃料电池堆、氢气供给系统、氧气供给系统、气体加湿系统、水循环及反应物生成处理系统等
燃料电池认知
燃料电池电动汽车基本结构
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燃料电池电动汽车配备辅助蓄能装置有以下作用
1.车辆启动
2.能量回收
3.能量补给
4.剩余能量存储
5.低压模块供电
燃料电池认知
燃料电池电动汽车基本结构
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燃料电池汽车电子控制系统
电子控制系统包括燃料电池系统控制、DC/DC转换器控制、辅助储能装置能量管理、电动机驱动控制及整车协调控制等控制功能，各控制功能模块通过总线连接
燃料电池认知
燃料电池发展历程
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阅读教材重整燃料电池汽车部分知识，小组合作完成学习工作页任务十三5、6习题。
燃料电池认知
燃料电池电动汽车基本结构
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重整燃料电池电动汽车动力系统的基本组成
燃料电池认知
燃料电池电动汽车基本结构
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优点
燃料存储方便，只需要普通的容器，不需要加压或冷藏
不足
1.燃料电池系统起动时间较长，动态响应较慢
2.重整装置控复杂制过程，而且其体积和质量会减少车辆可利用的空间增加更多的能量消耗。
3.制取的氢气纯度不高时，可能会使催化剂中毒并产生一些污染。
燃料电池认知
燃料电池发展历程
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阅读教材直接燃料电池汽车部分知识，小组合作完成学习工作页任务十四习题。
燃料电池认知
燃料电池汽车车型
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丰田Fine-X
燃料电池认知
燃料电池汽车车型
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通用Sequel
燃料电池认知
燃料电池汽车车型
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丰田MIRAI
燃料电池认知
燃料电池汽车车型
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大众Hymotion
燃料电池认知
燃料电池汽车车型
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丰田FCV-R
本田Clarity
燃料电池认知
燃料电池
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ix35 FC
2013年2月，现代ix35 FC从韩国第二大城市釜山步下生产线，目前的ix35 FC为其第四代产品，其续航里程高达594公里。
谢谢观看！

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