（知识点）燃料电池技术的基本组成与开发技术

燃料电池电动汽车本质上是电动汽车的一种。 燃料电池电动汽车在车身、动力传动系统、控制系统等方面与普通电动汽车基本相同。 主要区别在于动力电池的工作原理。 燃料电池的反应机理是不燃烧而将燃料中的化学能直接转化为电能，即通过电化学反应将化学能转化为电能。 它实际上是电解水的逆过程。 水是通过氢和氧的化学反应生成的。 释放电能。 电化学反应所需的还原剂一般采用氢气，氧化剂采用氧气。 因此甲烷燃料电池，最早开发的燃料电池电动汽车大多直接使用氢燃料。 氢的储存可以是液化氢、压缩氢或金属氢化物氢储存的形式。 。

燃料电池的反应不经过热机过程，因此其能量转换效率不受卡诺循环的限制，能量转换效率高； 其排放的主要是非常干净的水，不会产生任何有害物质。 因此，燃料电池技术的研发备受世界各国政府和大公司的关注，被认为是21世纪清洁高效的发电技术之一。

2 主要结构

纯燃料电池汽车只有燃料电池作为动力源，汽车的所有动力均由燃料电池承担。 燃料电池汽车大多采用混合动力驱动。 在燃料电池的基础上，增加一组电池或超级电容器作为另一种动力源。 燃料电池的基本组成部分是：电极、电解质、燃料和氧化剂。 燃料可以是氢气（H2）、甲烷（CH4）、甲醇（CH3OH）等，氧化剂通常是氧气或空气，电解质可以是酸碱溶液（H2SO4、H3PO4、NaOH等），熔盐（NaCO3、K2CO3）、固体聚合物、固体氧化物等。与普通电池不同，燃料电池只要能保证燃料和氧化剂的供应，就可以连续产生电能。

3个组件

①燃料电池发动机（FCE）：主要由燃料电池电堆、进气系统、排水系统、供氢系统、冷却系统、电堆控制单元和监控系统组成。 这是主要的动力来源。

②动力电池组：辅助电源。

③ 电流转换器：交流到直流的转换。

④ 动力总成：传递动力和换档。

⑤ 氢气系统：提供氢气。

⑥ 电源控制单元：电源控制、故障诊断。

燃料电池电动汽车除了在车身、控制器、驱动系统等方面面临与电动汽车相同的问题外，在其储能动力源——燃料电池方面也存在许多需要解决的问题。 燃料制备、储存和运输技术以及非氢燃料电池重整系统的效率、体积、质量和反应速度有待进一步提高。