燃料电池运输
① 马斯克称燃料电池是智商税,燃料电池到底是不是智商税
我觉得依照目前的科技水平,燃料电池确实有点交智商税的嫌疑,因为燃料电池是将燃料的化学能量直接转化为电能的化学装置,也称为电化学发电器。这个技术把其实说百里就是继水电、热能、原子能四大发电技术之后的第四大发电技术,其重要的意义就是对节能、保护生态环境具有显著的效果。
燃料电池所需要高质量的密封的储存设备,燃料单体的电池所产生的电压只有1V左右,但是不同种类的燃料电池单体电池产生的电压略有差异。通常根据使用电压和电流的要求,在特殊的情况下我们会把多个单体电池组合成燃料电池发动机组来使用。组合时燃料单体电池之间的电极连接必须严格密封,这个学过电池正负极的都应该知道后果的。燃料电池的密封性需求非常严格。
因为密封不良的燃料电池会泄漏到燃料电池外,降低氢的利用率,严重影响燃料电池发动机的效率,造成氢燃烧事故。由于要求严格密封,燃料电池发动机的制造工艺复杂,给使用和维护带来很多困难,而且保存不到还是容易发生爆炸的。
② 混合动力和燃料电池的车那种比较好
原理比较复杂 需要点耐心看看
混合动力
通常所说的混合动力一般是指油电混合动力,即燃料(汽油,柴油)和电能的混合。
混合动力汽车是有电动马达作为发动机的辅助动力驱动汽车。
混合动力汽车的燃油经济性能高,而且行驶性能优越,混合动力汽车的发动机要使用燃油,而且在起步、加速时,由于有电动马达的辅助,所以可以降低油耗,简单地说,就是与同样大小的汽车相比,燃油费用更低。
而且,辅助发动机的电动马达可以在启动的瞬间产生强大的动力,因此,车主可以享受更强劲的起步、加速。同时,还能实现较高水平的燃油经济性
混合动力汽车的种类目前主要有3种。
一种是以发动机为主动力,电动马达作为辅助动力的“并联方式”。这种方式主要以发动机驱动行驶,利用电动马达所具有的再启动时产生强大动力的特征,在汽车起步、加速等发动机燃油消耗较大时,用电动马达辅助驱动的方式来降低发动机的油耗。这种方式的结构比较简单,只需要在汽车上增加电动马达和电瓶。
另外一种是,在低速时只靠电动马达驱动行驶,速度提高时发动机和电动马达相配合驱动的“串联、并联方式”。启动和低速时是只靠电动马达驱动行驶,当速度提高时,由发动机和电动马达共同高效地分担动力,这种方式需要动力分担装置和发电机等,因此结构复杂。
还有一种是只用电动马达驱动行驶的电动汽车“串联方式”,发动机只作为动力源,汽车只靠电动马达驱动行驶,驱动系统只是电动马达,但因为同样需要安装燃料发动机,所以也是混合动力汽车的一种。
从对电能的依赖程度,混合动力可分为弱混合动力MILD HYBRID(也称轻度混合动力,软混合动力,微混合动力等),中度混合动力,重度混合动力FULL HYBRID(也称全混合动力,强混合动力等),插电混合动力PLUG IN HYBRID
弱混常用BSG皮带传送启动/发电技术,例如奇瑞A5的BSG款(电机10KW),通常节油10%以下,电机不直接参与驱动,主要用于启动和回收制动能量。
中混常用ISG内置安装曲轴启动/发电技术,例如别克君越EcoHybrid(电机15KW),通常节油20%左右。
强混合动力代表产品为TOYOTA PRIUS(电机50KW),可节油40%。
插电混合动力,将提供更好的节油比例,但将消耗一定的电能,例如大众高尔夫TwinDrive(电机130KW)的测试数据,每百公里8度电和2.5的油耗。
混合动力电动汽车的动力系统主要由控制系统、驱动系统、辅助动力系统和电池组等部分构成。
以串联混合动力电动汽车为例,介绍一下混合动力电动汽车的工作原理。
在车辆行驶之初,蓄电池处于电量饱满状态,其能量输出可以满足车辆要求,辅助动力系统不需要工作;
电池电量低于60%时,辅助动力系统起动:
当车辆能量需求较大时,辅助动力系统与蓄电池组同时为驱动系统提供能量;
当车辆能量需求较小时,辅助动力系统为驱动系统提供能量的同时,还给蓄电池组进行充电。
由于蓄电池组的存在,使发动机工作在一个相对稳定的工况,使其排放得到改善。
不是所有的混合动力车辆都要依靠电动发动机、电池和电线。有些车辆是靠液压发动机、铃线和蓄能器的联合作用来驱动的。
最近的汽油价格达到了创纪录的历史新高,让站在加油泵面前的消费者胆颤心惊。但是,与重型卡车运输车队的经营者相比,这些消费者的痛苦只能算是小痛小痒了。
从燃料经济性的角度来看,为我们配送包裹和运送垃圾的卡车需要承受几方面的不利冲击。重量就是其中一个重大因素。满载重型运输车辆一般在14000到33000磅的重量范围之间。除重量因素外,很多这类的运输工具还具有燃料燃烧的工作负载循环,它们需要不断地启动和停车。
在过去的一年中,UPS公司一直在密歇根州测试运行一辆使用液压混合动力
系统的6类配送卡车。该公司还投入使用了50辆电动混合动力卡车。
所以,几个最大的卡车车队运营商已经开始追逐混合动力运输工具的潮流,这对任何人来说都不会感到奇怪。联邦快递(Federal Express) 公司和 UPS 公司的运输车队在过去两年增加了几十辆混合动力卡车,两个公司采用的都是Eaton Corp公司提供的混合动力传动系。据美国最大的垃圾运送公司Waste Management的发言
人Lynn Brown说,该公司也在评估一系列的渣土运输车的混合动力解决方案。
但是,可能让人感到意外的是,FedEx公司、UPS公司和Waste Management公司正在考虑选用在一些最重型车辆上的混合动力系统的种类。这些混合动力系统不像丰田公司的Prius车型一样,使用的是电动发动机、电池和电线,而是利用液压泵发动机、高压铃线和蓄能器的联合作用来驱动车辆。
这类液压混合动力中最激进的型号完全摆脱了传统的机械动力传动系统。在这些车辆上,柴油引擎驱动液压泵发动机,而液压泵发动机再为高压蓄能器蓄能。蓄能器驱动后轮上的斜轴式液压泵发动机从而驱动车辆。一个低压储备器用于收集液体,然后把液体再送回到第一个液压泵发动机中,这样就形成了一个完整的液压循环系统。
与电动混合动力发动机一样,液压混合动力发动机也有提供再生制动的能力。货物运送车辆和渣土运输车经常要制动刹车,当车辆制动时,液压泵发动机会为高压蓄能器蓄能。当卡车再次启动前行时,储存在蓄能器中的能量可以用来减少柴油引擎的负载。这些能量也可以限制引擎关闭时推进力的迸发,比如说,在室内操作车辆时。
对一般消费者或某些工程师来说,在这样一个电气化程度不断提高的世界里,液压发动机技术看上去有些落伍。但是,液压泵发动机和蓄能器可以提供一种应用扭矩和存储能量可靠的、低成本途径,这也正是混合动力车辆所需要的。并且液压发动机与电动系统相比具有明显的功率密度优势,至少现在是这样。“液压发动机好像非常有效,至少对大多数重型卡车系列来说是这样的,”环境保护基金会(Environmental Defense)高级汽车策略会成员、机械工程师John DeCicco博士这样评价。
液压驱动方式
当今的液压混合动力系统主要有三种方式,并且都处在发展之中。美国环境保护署(U.S. Environmental Protection Agency,英文缩写EPA)交通与空气质量办公室(Office of Transportation and Air Quality,英文缩写OTAQ)的研究者们与Eaton Corp公司、美国西南研究院(Southwest Research Institute,英文缩写SwRI)和其他合作伙伴联合开发了一种混合动力系统。从2006年6月开始,这套系统开始由UPS公司的配送卡车在底特律市进行测试运行。美国环境保护署也与Parker Hannifin公司签订了一个单独合作研发协议,着手液压混合动力方面的设计。
在某些方面,液压混合动力系统与其同伴电动混合动力系统相似。但是,液压系
统是使用液压泵发动机、铃线和蓄能器产生扭矩并存储能量,而不是使用电动发
动机、电线和电池。
Eaton Corp和Parker Hannifin两家公司也都各自进行了自主知识产权的液压混合动力系统的开发。Eaton公司开发的是一个液压启动辅助的并行系统,但是其主要的推进力仍然是来自于机械动力传动系。Parker Hannifin公司在过去的一年半的时间里研发出一种新型的液压混合动力设计,其中一些负载循环数据来自于Waste Management公司。Parker Hannifin公司负责液压动力事业部创新设计的副总裁、机械工程师Joe Kovach博士报告说,他们公司将在今年晚些时候结合新型液压混合动力系统建造一个渣土运送卡车模型。
由于蓄电池体积大、能量密度低、充电时间长等缺点制约了电动汽车的发展。近年来快速发展的质子交换膜燃料电池由于其能量转化效率高、能量密度大、无须充电、零排放等优点广泛被采用在电动汽车上。目前进行燃料电池汽车研发投入的主要汽车厂商,国际上有通用、本田、福特、戴-克、雷诺-日产、菲亚特、马自达、日产、丰田、大众、三菱、现代等,国内有上汽等,另外清华大学和北京绿源公司已合作推出燃料电池功率为18kW,采用压缩氢气作为燃料的PEMFC燃料电池汽车样车。
据钟再敏等人在《燃料电池汽车动力总成控制策略》一文中介绍,现阶段,车载燃料电池发动机的冷车启动、动态响应慢和回馈制动能的储存三方面问题的存在,决定了燃料电池汽车动力总成配置中必须有一个车载辅助储能部件。现有燃料电池概念车中通常采用超级电容或动力蓄电池组完成上述辅助储能功能。根据不同技术特征,储能元件有高能量型和高功率型之分。一般来说,动力蓄电池有高功率型和高能量型的区别,而超级电容基本均作为高功率型储能部件使用。
1、燃料电池汽车动力控制系统
一种燃料电池汽车动力控制系统,它包括有能源子系统和电机驱动子系统,上述两子系统间通过直流母线进行电能传输,所述能源子系统中设有能源管理器、燃料电池发动机和动力蓄电池组,所述能源管理器分别与燃料电池发动机、动力蓄电池组中的CAN通讯控制器相连接;所述电机驱动子系统由车辆管理器和一带有电机控制器的驱动电机组成,车辆管理器与所述电机控制器相连接。该发明燃料电池汽车动力控制系统,采用模块化设计,能够合理配置使用其各零部件,充分地发挥其零部件的性能,为一通用优化的动力控制系统结构。
③ 福田欧辉BJ6123氢燃料电池城市客车的运输效率怎么样
福田欧辉BJ6123氢燃料电池城市客车的氢气加注仅需10-15分钟,高效便捷;续驶里程可达400公里以上,动力持久,性能稳定。
④ 增长达40%,2019年全球燃料电池出货量突破1GW
近期,能源咨询公司E4tech发布了《2019年燃料电池行业评论》,根据报告,2019年全球约有1.1GW的燃料电池出货量,比2018年增长了40%。
E4tech的报告已进入第六年,按地理位置,应用和燃料电池类型对行业进行了分析,并认为,2020-2030年将会是燃料电池崛起的十年,2020年燃料电池的出货量将极有可能在2019年基础上翻倍。
全球燃料电池出货量突破1GW大关,亚洲仍是最大市场
2015-2019各种类燃料电池出货量情况(单位:MW)
展望2020:崛起的开始
对于E4tech燃料电池与氢能总监DavidHart而言,真正的感觉是该行业正处于伟大的风口浪尖。
DavidHart说:“燃料电池已从技术角度得到验证,超过1GW大关证明了这一点。现在,随着我们进入新的十年,该行业也进入了一个新阶段,其特点是快速的商业化和基础设施的建设。如果将2010年代视为电池的突破性十年,则2020年代将见证燃料电池的崛起。”
DavidHart说:“燃料电池行业要想取得成功,就必须使供应链迅速成熟,以实现预期目标,并缓解所有剩余的安全隐患。但是机会是巨大的,大型企业正在认真地对氢进行投资,将各个部分放到适当的位置以使其发挥作用。一旦发生这种情况,燃料电池将被视为一项成熟的技术,不仅会为当今产品和系统的成功提供支持,而且还将成为未来创新者和企业家的设计特色。”
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⑤ 福田欧辉BJ6105氢燃料电池城市客车的运输效率怎样
福田欧辉BJ6105氢燃料电池城市客车的氢气加注仅需10-15分钟,高效便捷;续驶里程可达400公里以上,动力持久,性能稳定。
⑥ 为什么氢气极难运输
因为氢气易燃易爆,无论是保存和运输要求都比较高,所以很难运输。
⑦ 燃料电池和氢能源汽车的工作原理是什么
所谓氢能源,不是说地球上有大量氢,可“开采”来用作能源,而是水通过光分解可制得氢来代替石油、电等能源。
氢作为能源有许多优越性。水通过光分解可制得氢,水的储量很大,又比较低廉;氢燃料燃烧后又生成水,是一种燃烧无害、十分清洁的能源。氢在储存、输送上比电力损失小,而且氢燃烧热值高,1千克氢燃烧产生的热量相当于3千克汽油或4.5千克焦炭的发热量。但是,在应用中,氢的存储与运输以及利用太阳能分解水制取氢,一直是制约氢能发展的瓶颈。
再说燃料电池。它是把燃料中的化学能直接转化为电能的能量转化装置,从外表上看有正负极和电解质等,像一个蓄电池,但实质上它不能“储电”,而是一个小小的“发电厂”。燃料电池也有多种类型,经过多年的探索,最有望用于汽车的是质子交换膜燃料电池。它的工作原理是:将氢气送到负极,经过催化剂(铂)的作用,氢原子中两个电子被分离出来。这两个电子在正极的吸引下,经外部电路产生电流。失去电子的氢离子(质子)可穿过质子交换膜(即固体电解质),在正极与氧原子和电子重新结合为水。由于氧可以从空气中获得,只要不断给负极供应氢,并及时把水(蒸汽)带走,燃料电池就可以不断地提供电能。
目前,对氢能源的利用主要是氢燃料电池。它不同于电能车的显著特点是其没有笨重的电池负荷,并且行驶里程没有电能驱动汽车的限制。因此,氢燃料电池可以说是一种极佳的驱动动力。用这种动力驱动的汽车被称为零污染的氢动力汽车
⑧ 国六、补贴、氢燃料电池发展背景下,中重型车面临怎样的机遇
在排放要求日益严格、国六标准提前实施、电动化成为大势所趋的背景下,中重型车也正在抓住机遇谋求零排放的有效路径。2019世界新能源汽车大会上,能源基金会中国交通项目主任龚慧明和国际清洁交通委员会中国项目负责人何卉,从政策、技术路线及市场等方面,探讨了中重型车面临的机遇和挑战。
公共领域车辆电动化的驱动力之一即是改善大气环境。不过,目前在各类中重型车中,只有公交车已经率先开始电动化。由于电池成本与能量密度的限制,中重型车的电动化进程仍然面临着巨大的挑战,尤其是对于长距离、大负荷运输的车辆来说更是如此。截止2018年底,中国的电动公交已经占公交车总量的一半。龚慧明表示,城市交通电动化的成功转型给其他类型的中重型车提供了可以借鉴的经验。在他看来,公交车电动化的大规模推广,有助于整个行业技术的成熟和成本的下降。另外,公交固定线路的运营组织特点,值得物流车运载货车等有固定线路的中重型车借鉴和学习。目前,全国的电动物流车数量已经有较大的增长,运载货车也在整个交通运输结构中被引起重视。
国六标准实施需充分调研市场需求
7月1日起,北京、上海、深圳、广州、陕西、河南等多个地区已经在轻型、重型商用车、燃气车、公交车等不同细分领域实施国六排放标准。
何卉认为,国六标准分国六a和国六b两个阶段实施,说明政策的实施有过渡期存在。有些地方政府直接进入国六b阶段,相当于把预留的过渡期极大压缩了。而在龚慧明看来,“地方政府选择提前实施国家制定的措施,这在法律层面上没有任何问题。”纵观市场,各地在商用车层面实施国六标准的动作十分迅速,企业大多都持积极应对的态度。“厂商大都直接或间接参与了国六标准制定的过程,因此技术储备不是最大的挑战。”龚慧明说。
一项政策的完美落地,时机很重要。令龚慧明感到疑惑的是,在政策实施之时,并不知道提前实施的省份对国六市场的需求究竟有多大。对于重型车排放标准的切换,每一次的技术升级,都涉及整车、零部件研发以及生产管理、试验验证等多个方面。因此他建议,政府在制定政策的时候,一定要扎实研究,做好技术认证并把关相关的法律标准。在实施之前,政府和企业更要提前考虑到切换成本。另外,在国六标准实施之后,监管特别重要。“如果继续沿用传统车的监管系统,监管能力跟不上,可能会适得其反。”龚慧明说。
氢燃料电池技术路线优势明显
对于中重型车如何实现零排放,氢燃料电池这条技术路线吸引了业内较大关注。针对这种现象,何卉认为是政策导向的原因。龚慧明认为在商用车领域,氢燃料电池有这样的关注度主要有下面几个因素:
首先,在新能源汽车补贴退坡的大环境下,氢燃料电池的补贴还具有延续性,这是根本原因;
其次,对于纯电动技术路线,煤电企业、煤炭企业、石化企业等能源集团在新能源产业中的参与度较弱。而氢燃料电池涉及到氢气这种清洁能源,导致能源集团参与的积极性明显比原来要高。氢燃料电池这条技术路线的参与主体发生了变化;
再者,随着纯电动汽车的快速迭代,技术在进步,成本在下降,但目前两者都没有取得完全突破,并且纯电动路线在商用车领域仍然存在短板,因此氢燃料电池技术路线的出现又为中重型车实现零排放提供了一种可能性。
另外,他们认为,氢燃料电池技术路线是否适合中重型车,还是要看应用场景和市场选择。何卉介绍道,美国氢燃料电池汽车是为续驶里程一千英里的目标设计的,即一千英里加氢一次,这是美国大集装箱卡车跨州一天能走的最长路程。从应用场景来说,氢燃料电池汽车适合商用车领域。龚慧明则认为目前氢燃料电池汽车面临的关键问题是,它能否作为一个能源载体持续出现,从经济性、技术性、规模性上真正满足未来交通发展的需求。
他们一致表示,未来的技术路线,不一定是乘用车走纯电动的路线,中重型车走氢燃料电池车的路线。技术会有竞争和交叉,最终哪种车型适合什么技术路线,需要基于市场需求,从各个方面去检验。
⑨ 燃料电池的行业有哪些
燃料电池是一种将燃料与氧化剂的化学能通过电化学反应直接转换成电能的发电装置。主要由正极、负极、电解质和辅助设备组成。
常用的燃料除氢气外还有甲醇、联氨、烃类及一氧化碳等。氧化剂一般为氧气或空气。电解质常见的有磷酸、氢氧化钾、熔融碳酸盐及离子交换膜等。
燃料电池是一种将存在于燃料与氧化剂中的化学能直接转化为电能的发电装臵。不同于传统内燃机的是,燃料中的化学能不是通过燃烧,而是通过电化学反应释 放,因而具有高效率、零排放的优势。
燃料电池主要分为六种类型,其中 PAFC、DMFC、PEMFC这三种类型使用铂系金属催化剂。
燃料电池主要类型
数据来源:公开资料、前瞻产业研究院整理
全球燃料电池发展现状
全球燃料电池市场发展迅猛,据前瞻产业研究院发布的《燃料电池行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》数据显示,2008年全球燃料电池出货量为9.5千件,2015年燃料电池出货量达到71.5千件,是2008年的7.5倍。
2008-2015年燃料电池市场出货量情况
数据来源:前瞻产业研究院整理
我国燃料电池行业市场规模
2015年我国燃料电池行业出货量约10.5MW,同比2014年的9.2MW增长了14.13%。
2010-2015年中国燃料电池行业出货量情况
数据来源:前瞻产业研究院整理
国际燃料电池区域格局
按应用领域划分,2015年固定应用行业燃料电池出货量占总出货量的68.5%,达49千件;便携应用出货量占24.6%,达17.6千件;交通运输行业出货量占6.9%,为4.9千件。其中,2015年亚洲燃料电池出货量占全球出货量的65.2%,达46.6千件;北美燃料电池出货量占22.0%,达15.7千件;欧洲出货量占11.6%,达8.3千件。
2015年国际燃料电池区域格局(出货量按应用领域)
数据来源:前瞻产业研究院整理
燃料电池行业未来发展方向
燃料电池技术是内燃机技术最好的替代物,代表了汽车未来的发展方向。但如果将发展燃料电池汽车的几个制约因素考虑进来,则会发现燃料电池汽车目前和今后一段时问尚不具备商业化的条件。最乐观的预测,以纯氢为燃料的燃料电池汽车的商业化生产至少还需15年以上的时问,即使在一定程度上实现了商业化,也会是以一种高成本的方式。
燃料电池汽车尚处于产业化起步阶段
目前,国内运行的燃料电池汽车主要以示范车为主,一般用在特殊场合展示、旅游观光代步,还没有实现真正的商业化。国际市场上虽然有部分燃料电池车在商业化运营,但仍以出租车为主。
燃料电池车的高昂成本使其短期内很难走向市场。2008年北京奥运会上展示的3辆燃料电池客车,每辆客车的成本300多万元,而目前公交系统进口的欧Ⅳ标准传统发动机低地板大客车售价仅在100多万元。从市场经济学角度讲,高成本很难完成市场化推广,而无法实现市场化就不可能大规模批量生产,进而成本就无法降下来,最终导致成本与销售的恶性循环。
政策支持是行业发展的主要动力
完善新能源汽车扶持政策,支持动力电池、燃料电池汽车等研发,开展智能网联汽车示范试点。机关企事业单位要落实车辆更新中新能源汽车占比要求,加大对新增及更新公交车中新能源汽车比例的考核力度,对不达标地区要扣减燃油和运营补贴。创新分时租赁、车辆共享等运营模式。各地不得对新能源汽车实行限行、限购,已实行的应当取消。
重点投资质子交换膜燃料电池新材料的研发和生产
质子交换膜燃料电池是最接近商业化的一种燃料电池, 最有希望作为未来电动汽车的发动机,近几十年来取得了长足的发展。2005-2010 年,单是小型电源领域,全世界已经有超过15万套燃料电池交付使用,总功率超过了15MW,其中96%是质子交换膜燃料电池。在交通领域中,质子交换膜燃料电池因为最有希望成为未来电动汽车的发动机而受到广泛关注,全球几乎主要的汽车生产商都在致力于燃料电池汽车的开发。
重点投资燃料电池汽车的研发和生产
从长远来看,氢能作为最洁净、高效的新能源,已经引起全世界的广泛关注。燃料电池汽车以其零尾气排放和对能源的独立性,有望实现汽车工业长期梦寐以求的目标,并向世人展示了其良好的应用前景,虽然短时间内难以大规模商业化,但我国在燃料电池技术开发上仍然拥有一定的优势,应当结合外国先进的汽车制造技术,争取尽快将燃料电池汽车推向市场,因而具有广阔的投资潜力。
⑩ 氢燃料电池汽车是否也是大骗局人类能源的根本出路是什么
氢燃料电池汽车这个不是骗局的,丰田汽车早些年已经在研究这类型的汽车的,而且还有车造出来,只是这种车造价和后期维护的费用比较高,目前并不适合批产销售。等技术突破是,取代燃油车也不是不可能。