丰田Mirai氢燃料电池汽车解析(上)

正丰田Mirai四门轿车于2014年12月15日在日本正式上市是丰田汽车公司的第一款氢燃料电池汽车。丰田燃料电池系统将诸如燃料电池堆和高压氢气罐等混合动力技术与燃料电池技术相结合。燃料电池汽车有效地将发电所需的氢气和空气输送到燃料电池,产生电能,并利用电能驱动汽车的牵引电机。高压电零部件包括带电机的燃料电池空气压缩机、空调电动压缩机、燃料电池逆变器、燃料电池堆、燃料电池冷却水泵、燃料电池水泵与氢气泵逆变器、带电机的燃料电池汽车变速器和带转换器的逆变器供电。所有其他常规的汽车电气,如前大灯、音响和仪表都是由一个单独的12V辅助电池供电。在Mirai中设计了许多安全措施,以确保大约244.8V的燃料电池汽车镍氢动力蓄电     

国内燃料电池电堆技术进展综述

国际氢能与燃料电池汽车大会是国内燃料电池行业举办的国际一流的年度行业盛会,聚集全世界氢能与燃料电池技术的开发者、燃料电池汽车制造商、氢能燃料电池领域投资者和政府政策的制定者,携手促进氢能及燃料电池汽车的商业化发展。本文以第四届氢能与燃料电池汽车大会内容为基础,结合目前行业发展现状对国内燃料电池电堆、膜电极以及双极板的技术进展和发展趋势进行了简要阐述。     

燃料电池商用车技术路线研究

研究分析了适应于商用汽车的燃料电池技术路线,着重对燃料电池原理、全功率型与电电混合型燃料电池技术路线进行了分析,给出了燃料电池重型商用车未来技术路线的方向,可为其他燃料电池商用汽车产品的开发及燃料电池技术路线的选择提供参考经验。     

燃料电池重卡技术线路及相关系统分析

分析了燃料电池汽车技术线路及工作原理,并结合重型卡车对燃料电池、驱动电机、氢气、动力电池等相关系统进行了分析计算。对燃料电池整车设计具有参考意义。     

面向耐久性提升的车用燃料电池系统电控技术研究进展

车用燃料电池系统耐久性是制约燃料电池汽车发展的技术瓶颈之一。汽车运行工况复杂多变,燃料电池系统内部温度、湿度、压力等运行参数控制难度较大,且处理不当会加剧电堆寿命衰减。本文立足于车用燃料电池系统电控技术,分析了不同的运行工况和运行参数的波动对燃料电池性能衰退的影响,并对燃料电池系统组成、结构、控制器硬件、控制目标和常用管控策略等进行了介绍。总结出,通过功率调节与车载储能装置进行能量分配和功率控制,并结合基于模型的燃料电池系统控制方法可更好地实现温度、湿度、压力等运行参数的管控,保证燃料电池处于合适工作条件,延长使用寿命。最后,展望了车用燃料电池系统电控技术的发展趋势。     

燃料电池汽车优势及技术现状

面对能源消耗和应对气候变化问题等多重挑战,世界主要国家都把发展燃料电池汽车提升到国家战略高度。我国目前已经初步具备发展氢燃料电池汽车的资源基础、技术积累和市场空间,现需要大力推动发展。氢燃料电池汽车具有动力强劲、安全可靠、经济节能等优势,但目前我国发展氢燃料电池汽车也面临着燃料电池堆、空压机、车载储氢系统等技术较落后的现象需大力政策扶持并加快发展,文章就上述问题进行了详细阐述。     

燃料电池汽车氢安全的研究与设计

从燃料电池汽车氢安全的角度对氢气的特性进行分析,研究了车载氢系统、燃料电池系统以及氢管理系统的安全设计,为燃料电池汽车氢安全的设计提供了理论与实际参考。     

燃料电池汽车碰撞试验程序和方法研究

<正>燃料电池汽车在被动安全方面具有两个重要特点:一是车内安装有包括燃料电池在内的高电压动力回路,其电压远远超过安全电压;二是有一个高压供氢系统,其氢泄漏造成的危险性很大;相对传统汽车来说,燃料电池汽车对碰撞安全性提出了新的更高要求。基于以上考虑,有必要对燃料电池汽车碰撞试验程序和方法进行研究。燃料电池汽车碰撞试验不同于普通的汽车,和普通的电动汽车相比增加了氢系统和燃料电池堆,其和普通电动汽车碰撞试验类别相同,涉及同样因电池类型、电池在车辆中的布置位置等影响动力电池在进行     

燃料电池在中国的发展及其在电动车辆上的应用

综述了燃料电池在中国的发展现状。指出可以用于电动车辆动力源的燃料电池种类,包括碱性燃料电池、磷酸燃料电池、固体氧化物燃料电池和质子交换膜燃料电池,中国近年来燃料电池发动机的研发则主要集中在质子交换膜燃料电池上。质子交换膜燃料电池在汽车上的规模应用有助于降低燃料消耗,减少大气污染。燃料电池技术应用于电动车辆的过程中还需要解决一系列问题,这些问题涉及燃料的制备、储存和分配以及燃料电池发动机的小型化、燃料电池汽车整车的重新设计、成本的降低等。笔者对这些问题进行了初步的分析。     

燃料电池汽车研究现状及发展

车用燃料电池是一种高效、清洁的新能源技术。本文综述了中国、北美、欧盟、日本、韩国等国家和地区在该领域的发展情况,进行了多个角度的比较分析,其中包括:燃料电池汽车各项技术指标、燃料电池发动机的寿命、环境适应性、储氢系统、燃料电池关键材料、燃料电池辅助系统、燃料电池汽车的示范运行、加氢基础设施建设等。结果表明:在国外,整车企业已经进入产业化燃料电池汽车的准备,预计燃料电池汽车将在2015年进入量产阶段;而在中国,燃料电池汽车还处于性能改进和小规模示范阶段;下一代燃料电池汽车的研发重点是:延长电池寿命、降低系统成本、建设加氢基础设施和推广商业示范。     

燃料电池汽车整车集成的关键技术

文章在简单介绍国内外燃料电池轿车开发现状和燃料电池汽车动力及其电控系统架构定义后,结合上汽在燃料电池整车开发项目中积累的经验,从整车布置、整车热管理、整车与动力系统的参数选择与优化设计、多能源动力系统的能量管理策略优化及其控制算法的实现、制动回馈及电驱动系统的综合控制等方面阐述了燃料电池汽车整车集成开发的关键技术。     

氢燃料电池汽车试验体系研究

为了建立氢燃料电池汽车试验验证体系,通过分析氢燃料电池汽车的系统构型、燃料电池发动机系统、车载氢系统技术特点,提出了零部件、系统和整车级试项目,初步构建起燃料电池汽车的试验验证体系,从动力经济性、整车安全、热管理、电子电器、振动与噪声、可靠耐久维度进行分析,梳理出燃料电池汽车试验货架1 618项,其中系统及零部件1330项,整车级288项,针对重点试验项目进行详细阐述。结果表明氢燃料电池汽车试验验证体系对项目开发验证有较强的指导意义。     

燃料电池发展动态

巴黎知名研究机构“决策工作室”( Cabinet DECISION)研究表明，燃料电池车将成为未来新型汽车大舞台上的主角。技术的不断进步将使燃料电池更加经济实用，汽车工业的“燃料电池时代”即将到来。 1 各大汽车制造商看好燃料电池 面对欧洲及美国越来越严格的排放要求，燃料电池犹如一张赌博比赛中制胜的王牌，成为电动车理想的动力选择。对于世界上大多数汽车厂商来说，其当务之急是加入到研发燃料电池的行列中，并于 2003～ 2005年左右在市场上推出自己的燃料电池汽车。 燃料电池技术的激烈竞争呈现出多级化趋势。一方面，戴姆勒—克莱斯勒公司与福特、马自达、沃尔沃及加拿大燃料电池生产商巴拉德( Ballard)结成战略同盟；另一方面，丰田公司联合通用、五十铃、菲亚特等大型汽车制造商共同开发燃料电池技术。这两大集团在全世界汽车生产中，前者占 30％，后者占 25％。两者都宣布计划投资 10亿美元用于研发燃料电池技术，并于 2004年在市场上推出燃料电池汽车。     

燃料电池联盟 推进产业发展

<正>通用汽车和本田汽车不久前宣布成立氢燃料电池系统合资企业,预计2020年左右正式批量生产,总投资约8500万美元。通用与本田在燃料电池方面的合作始于2013年,双方协议共同开发新一代燃料电池系统和氢储存技术。而此次新成立的合资企业,就是把过去三年双方合作的成果——低成本紧凑型燃料电池系统投入量产,为两家公司未来的产品提供先进的燃料电池系统。在各种新能源汽车技术路线中,燃料电池并非主流,虽然业内关于燃料电池技术     

《Automotive Innovation》燃料电池专题正式出刊

正燃料电池技术的发展已逐渐成为全球能源及汽车领域的研究热点。但是,燃料电池仍面临着成本高、材料性能不足、电极设计和热管理技术有待改进等一系列挑战,需要世界各国研究人员共同努力,为燃料电池尽快进入实际应用做出贡献。为促进燃料电池汽车领域的技术进步,《Automotive Innovation》特组织了Fuel Cells专题。     

同济大学章桐：坚持燃料电池汽车正向研发，在示范运行中推动技术成熟

<正>2019年9月26—28日,由国际氢能燃料电池协会(筹)和中国汽车工程学会共同举办的第3届国际氢能与燃料电池汽车大会(International Hydrogen Fuel Cell Vehicle Congress,简称FCVC)在有"联合国氢能小镇"之称的江苏如皋召开。本届大会围绕氢能及燃料电池技术市场化应用、燃料电池堆和关键零部件、制储氢技术、加氢基础设施建设、政策标准法规、市场投资等热点话题展开交流。近100位来自世界氢燃料电池产业的专家与技术精英,围绕发展态势及技术信息等内容分享行业观点。     

中国新能源汽车产业与技术发展现状及对策

为促进中国新能源汽车产业与技术的发展,首先从中国新能源汽车发展现状出发,对现阶段中国新能源汽车整体产业、关键零部件产业及基础配套设施等产业链重点环节发展现状进行系统的梳理,并对中国新能源汽车整车技术、动力电池技术、驱动电机技术、燃料电池技术等核心技术取得的进展进行总结。然后,通过对标国外纯电动汽车、插电式混合动力汽车、燃料电池汽车、动力电池及驱动系统的技术前沿,分析中国新能源汽车与国际先进水平之间存在的差距与不足。基于现状分析,从战略政策、核心技术、研发生产、产业体系、示范推广、产品销售6个方面对目前中国新能源汽车发展存在的问题进行深度剖析,并进一步从顶层设计、自主创新、基础支撑、产业生态、配套体系以及商业模式6个方面为中国新能源汽车未来的产业发展路径和技术突破方向提供对策建议。最后,对中国未来新能源汽车产业与技术的发展路径进行思考。研究结果表明：产业布局方面,应合理布局整车及零部件配套企业,推进企业集群化,产业集聚化;纯电动汽车应着重发展一体化电动底盘,加大新体系动力电池的研发力度;插电式混合动力汽车应重点发展高性能混合动力总成与专用发动机,以及动态协调控制技术;燃料电池汽车应以发展燃料电池电堆及关键材料为重点,同时兼顾燃料电池系统及核心部件的开发。     

日企开发燃料电池车

据海外媒体12日报道,现在汽车市场的主角已经由电动汽车(EV)转为燃料电池汽车(FCV)。第9届国际氢燃料电池展于2月27日至3月1日在东京开展。在此展上,丰田汽车展出了FCHVadv,日产汽车展出了X-TRAIL FCV,本田汽车展出了FCXClarity等FCV。作为燃料电池车,FCXClarity以Honda独创的VFlow(垂直系统单元结构)的燃料电池堆技术为核心,实现了燃料电池车所特有的独特外观设计和划时代的驾乘感觉。FCXClarity在本田汽车新车型中心生产。其核心     

欧盟实现碳中和的氢燃料电池技术经济分析

氢燃料电池技术是欧盟实现碳中和的重要技术路线,基于氢燃料电池联合承诺(FCH JU)计划项目,挖掘欧盟氢燃料电池政策与创新技术文献,总结了近年来欧盟氢燃料电池技术平台与创新技术发展现状,概述了燃料电池的创新技术突破和成熟度,展示了氢燃料电池汽车示范运营和技术经济分析成果,展望了2030年和2050年欧盟实现减少碳排放55%和碳中和氢燃料电池的重要角色和广阔发展前景。     

Honda投产新型燃料电池车“FCX Clarity”

FCX Clarity在Honda汽车新车型中心生产,该汽车研发中心增设了燃料电池车专用的总装生产线,进行燃料电池车特有的组装加工,例如燃料电池堆及氢气罐的安装等。其核心技术燃料电池堆由Honda生产技术株式会社生产。特别是对制造精度要求很高的电池单元工序,