燃料电池电动汽车的组成成分有哪些？

燃料电池电动汽车的主要结构

纯燃料电池车只有燃料电池一个动力源，汽车的所有功率附和都有燃料电池承担。燃料电池汽车多采用混合驱动形式，在燃料电池的基础上，增加了一组电池或超级电容作为另一个动力源。燃料电池的基本组成有：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，氧化剂一般是氧气或空气，电解质可为酸碱溶液（H2SO4、H3PO4、NaOH等）、熔融盐（NaCO3、K2CO3）、固体聚合物、固体氧化物等。与普通电池不同的是，只要能保证燃料和氧化剂的供给，燃料电池就可以连续不断地产生电能。

燃料电池电动汽车的组成部分

1、燃料电池发动机（FCE）：主要由燃料电池堆、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。此为主要动力源。

2、动力蓄电池组：辅助动力源。

3、电流变换器：交直流变换。

4、动力总成：传递动力、换档。

5、氢气系统：提供氢气。

6、动力控制单元：动力控制、故障诊断。

燃料电池电动汽车除了在车身、控制器及驱动系统等方面面临着与电动汽车相同的问题之外，在其储能动力源——燃料电池方面还有较多问题急需解决，氢燃料电池在氢燃料制取、储存及携带等方面以及非氢燃料电池的重整系统的效率、体积、质量大小及反应速度等方面的技术还需进一步提高。

锂电池是一种电池，而超级电容器它是电容器，电池和电容器是两种完全不同的电子元件，没有什么可比性。燃料电池是一种特殊的电池，普通电池的储能物质是电池内部存储的，而燃料电池中的储能物质是外部提供的，与普通电池相比，燃料电池不需要充电，只要为它输入燃料他就能工作。

易车讯 日前，通用汽车宣布将推出氢燃料电池系统的发电机。这项技术将为电动汽车创建快速、移动的充电站。面对扩大充电网络的难题之下，这是扩大充电基础设施的另一种替代方案和解决方案。

通用汽车的Hydrotec技术旨在满足电动汽车充电站的需求。通用汽车公司在发电机领域的合作伙伴可再生创新公司(Renewable Innovations)已确认其计划，到2025年底，在美国各地的加油站和战略位置部署500个Empower快速充电器。

通用汽车和可再生创新公司的目标是将这种氢燃料电池发电机应用于三个领域:

1、可移动发电机。它将有能力为电动汽车提供快速充电。移动发电机(MPG)的第一版预计将在2022年年中展示。

2、电动汽车充电站。通用汽车和可再生创新公司合作开发了EMPOWER快速充电器。它针对的是那些希望在不投入大量资金的情况下为电动汽车提供快速充电服务的零售加油站。EMPOWER充电器由8个Hydrotec动力桶提供动力，并由储存在其油箱中的氢提供动力。它有能力同时为多达四辆车提供快速充电，每个充电器单次加满氢气可以为100多辆电动汽车提供服务。

3、拖车充电器。一个被设计在拖车上的版本，该原型机的大小相当于一台60千瓦的发电机，比传统柴油发电机多产生近70%的能量。

Hydrotec燃料电池的制造商将是通用汽车公司和本田公司在美国密歇根州布朗斯敦的合资企业，而可再生创新公司将负责盐湖城工厂的发电机生产。

据国外媒体报道，虽然现在人类把绿色能源的目光聚焦在了太阳能、风能和核能这些能源上，但是在我们的地球上还有其他一些可以被人类利用的绿色能源。科学家还在积极努力，探索那些新的能源产品。相信在不久的未来，更惊人更有吸引了的能源产品就会问世。下面让我们来看看未来有可能被开发的10大新能源。

　　1人体能量

　　如果你生活在大城市，那么在不久的将来，你的身体也会成为一种城市能源。人类活动如跑步、散步等都可以用来产生能量。美国麻省理工学院建筑和规划系的学生詹姆斯·格拉汉姆和撒德尤思·朱思雅克设计出一个可将人行走时产生的能量转化为电能的“概念性城市设计”。在城市里铺设采用压电材料制作的地板，内装动作感应系统，可将行人的每一个行走动作瞬间产生的能量都转换成电能。他们的这种设计可以实现未来城市的基础设施照明，是未来城市基础能源的一种很有借鉴意义的新能源替代方法。人体能量也是第一次成为最有可能实现的新能源产品之一。

　　2粮食能源

　　迅速增长的生物燃料让我们得到启示：粮食永远伴随人类的一生，那么粮食产生的能量也会永远伴随人类一生。澳大利亚的一家公司就已经从椰子上开始生产能够替代柴油的新能源“椰子油”了。椰子作为替代柴油的燃料由来已久。在第二次世界大战期间，由于柴油供应短缺，在当时的菲律宾，椰子油就成为一种受当地人喜欢的替代燃料。大约半打椰子就可以生产出一升汽油产生的能量。

　　目前，世界各国都在开始研究粮食能源，希望从伴随人类一生的粮食上找到未来可替代石油的能源。欧洲的国家在研究如何从葡萄中提炼乙醇。

　　3藻类能源

　　在科学家的眼中，藻类是地球上石油和天然气的来源，并且藻类被环保者和能源生产者视为最环保的物质。有数据表明，每亩大小的藻类可以产生比传统的乙醇来源（如玉米）高15倍的能源。这些绿色植物甚至可以像海绵一样如饥似渴地吸取二氧化碳。

　　在过去，用藻类提取能源的费用非常昂贵。加上藻类的生长受诸多条件限制，阻碍了其作为大规模生物燃料的生产应用。特别是藻类需要在大量的阳光下才能生长，这制约了藻类能源的发展。但美国旧金山的Solazyme公司却设计出了一个新的办法，他们在黑暗的环境中用糖喂养海藻，然后再提取加工成各种燃料。目前该公司还在尝试转基因藻类植物的提取和加工，一旦未来得到许可，转基因藻类将成为重要的新能源来源。

　　4细菌能源

　　大肠杆菌一向不受欢迎，但是在未来也许就很受欢迎了，因为能从大肠杆菌中提取能源。

　　美国硅谷的LS9公司的研究员去年初已经发明了一种细菌遗传改造转基因技术：细菌中也可以提取“石油”。他们利用生物工程技术，对包括大肠杆菌在内的不同菌株进行遗传改造和微生物转基因培养，促使这些微生物在细菌的作用下，把能量转换成乙醇或石油替代品。

　　在未来，一切都成为可能，细菌也会成为最受欢迎的能源产品。

　　5垃圾能源

　　在上世纪80年代好莱坞的典型影片《回到未来》中，疯狂的科学家用香蕉皮、蛋壳和其他形式的垃圾转变成气体，来作为时间旅行机的燃料。现在，好莱坞科幻**中的情节变为了现实。加拿大拟建造北美地区规模最大的汽化垃圾发电厂。科学家相信在经过初期焚烧发电的简单工艺之后，新技术的出现在未来有望引领垃圾发电进入新阶段。

　　该新型垃圾发电厂号称北美第一的汽化垃圾发电厂。整个项目将耗资125亿美元，建成之后每天能吸收城市生活垃圾400吨，每天发电量可达到21兆瓦。

　　废物转化为能源一直很有争议，批评人士认为在产生能源的同时会伴随出现温室气体。但是科学家发明的一种名为等离子电弧汽化发电的技术。这种技术在经济成本上和环保指标上具备很大优势。加拿大帕拉斯科能源集团已经和政府签订合同，采用这种新技术在未来生产更多的能源。

　　6天气能源

　　这听起来有点不可思议，不过加拿大工程师路易斯·米彻尔德正在实验一种新的清洁能源产生方式：人造龙卷风。他提出的大气能源转换理论非常吸引人。这个理论并不复杂，当气流上升温度升高时就会引起温度的差异，于是空气随之开始形成漩涡，漩涡带动发电机产生电能。

　　此时的漩涡已经是可以抵达对流层的真正龙卷风了，其风速高达每小时200英里。用这种发电系统能够产生200兆瓦特的电能，这足以供给20万户家庭的用电需求。

　　在日本，寒冷的天气也不会被白白浪费掉。日本北海道新千岁机场使用冬季的积雪为夏天机场的候机大楼降温，机场跑道使用顶级的隔热设备，能够最大限度地减少积雪融化。据测算，这一计划如能实现预期目标，每年可节约制冷费用约6000万日元，此外还能通过减少用电而起到削减二氧化碳排放的效果。

　　7温室气体能源

　　发展清洁能源是为了遏制温室气体对环境造成影响的一大原因。但是美国洛斯阿拉莫斯国家实验室的科学家认为，其实温室气体一样也可以产生清洁能源，这是因为现有的技术可以将有害的温室气体变成燃料。例如温室气体中的碳酸钾在一些化学手段下可以高效吸收空气中的二氧化碳。另一个值得我们注意的是，科学家正在测试一种热电发电机，看看是否从汽车排气系统中的废气中重新捕捉能源并产生电力。

　　8有机废物能源

　　清洁能源其实来源并不清洁，简单地说，就是将有机垃圾变成燃料。美国正大规模兴起使用清洁能源的热潮，旧金山的人们在城市街道上收集宠物粪便，宠物粪便通过一定的设备可转化为生物燃料。在加利福尼亚州，老式的沼气设备非常受欢迎。

　　未来也许这些有机废物通过技术革新也会成为新能源产品。现在在美国，已经出现了专门收集有机废物的能源转换工厂，专门收集各种有机废物，来提取生物燃料。

　　9IT能源

　　开发替代能源可以缓解能源困境，但它们并非惟一的解决办法。

　　家庭和企业的大部分能源成本很高，是因为利用能源的效率不高，浪费太严重。美国一家新成立的Sentilla公司，重点研究能源管理技术。

　　通过智能芯片和软件来提高能源利用效率。他们研制的芯片能够测量计算机和服务器的耗电量，然后通过分析数据，得出最有效的使用IT设备的计划，充分提高IT产品的能源使用效率。

　　谈到利用效率，人们经常会说可以升级电网。但是由于技术问题，传统电网产生的电能至少有7%都被浪费掉了，无形中给消费者增加了成本。美国银泉绿色科技公司认为，未来智能电网技术可能会解决这些浪费问题。该公司把网卡集成到电力设备、燃气表、及水表上，使每个家庭的电器终端拥有独立的IP地址，这样就可以跟踪监测公用事业企业和消费者的实际能源消耗情况，达到节能的目的。

　　10空气能源

　　当不刮风时，风力发电场就必须依靠其他的能源来维持发电机的运行。空气如何持续不断地提供能源呢？随着汽车制造商在这方面投入越来越大的兴趣，空气能源的利用技术将不是问题。

　　压缩空气能源储存系统的原理是将空气压缩进地下存储罐，作为风力涡轮机电机的备用能源。汽车制造企业还期望利用类似压缩空气的原理制造出零排放的汽车。一家瑞典汽车制造公司MDI，开发出了这种储存压缩空气燃料罐的空气动力原型车，能将压缩的空气高压储存在燃料罐中，当空气被释放，它的膨胀力会推动引擎的活塞运动。

国内部分

1、亚南集团

2016年亚南膜电极研发中心目前已建立高水平的膜电极研究开发和测试平台，拥有超声喷涂机、热压机、压力试验机、单电池测试台、大功率电堆及发动机系统两用测试台、大型制氢机等全套相关专用设备，亚南本身还拥有激光切割机等智能数控通用设备。人才队伍建设上，亚南燃料电池研发团队与华南理工大学、上海交通大学、厦门大学、福州大学等科研院校保持密切合作，由电化学、机械、电气电子等多学科领域专业人才构成

2、新源动力股份有限公司

新源动力股份有限公司成立于2001年4月，由中国科学院大连化学物理研究所、兰州长城电工股份有限公司等单位发起设立，是中国第一家致力于燃料电池产业化的股份制企业。至2007年5月，先后有宜兴四通家电配套厂、武汉理工大学产业集团有限公司、上海汽车工业(集团)总公司等大型企业及科研院校入股新源动力，公司注册资本达到117亿元人民币。2006年，“燃料电池及氢源技术国家工程研究中心”，获得国家发改委正式授牌，“博士后科研工作站”获国家人事部批准建立。目前，新源动力已发展成为中国燃料电池领域规模最大，集科研开发、工程转化、产品生产、人才培养于一体的专业化燃料电池公司。 新源动力的研发、管理团队在中国工程院院士衣宝廉先生带领下，先后承担并完成了多项国家重点项目、省市重大项目，形成了自主知识产权专利技术，涵盖了质子交换膜燃料电池关键材料、关键部件、整堆系统各个层面，技术水平国内领先，部分关键技术已达到国际一流水平。 新源动力通过推行现代化生产管理模式，在国内率先实现了燃料电池实验室科研成果向现实生产力的转化。燃料电池中试基地，生产、测试装备齐全，已实现燃料电池关键材料及关键部件、电堆组装的小批量生产。“燃料电池及氢源技术国家工程研究中心”的建成，将完善和升级现有技术并配套更为先进的仪器设备，建设成为国际一流的科研开发与技术转化平台，不断输出燃料电池工程化产业技术。为加快燃料电池产业化步伐，新源动力已分别在江苏和上海市投资设立了两个全资子公司。江苏新源动力有限公司，以燃料电池关键材料和关键部件批量生产为目标，将建成可年产5500KW燃料电池堆用关键部件的批量生产线，成为我国第一个燃料电池材料及部件的产业化生产基地。上海新源动力有限公司，将以车用燃料电池系统集成安装、调试、运行、数据采集/分析、现场服务为主营业务，成为新源动力的系统集成、总成生产与技术服务中心。

业内合作情况：2007年4月18日，上汽集团入股新源动力及与大连化物所燃料电池战略合作协议在上海正式签署。入股协议约定，上汽集团将支持新源动力持续推进燃料电池的产品/工艺开发乃至商业化、产业化，支持新源动力成为燃料电池国家工程研究中心，将帮助新源动力在技术管理、工程管理和质量控制等方面尽快达到汽车行业的标准，并将联合相关力量、推动我国燃料电池的自主创新活动。该协议的签署，标志着国内车用燃料电池技术的发展和示范应用已经得到我国大型汽车企业集团的高度重视；新源动力作为我国燃料电池开发、生产与产业化的骨干单位，成功地引入了我国汽车行业的战略投资；从此我国自主研发的燃料电池技术，将逐步体现在我国自己的汽车工业上，将更快地推进我国燃料电池汽车的创新与产业化进程。 此外，上汽集团与大连化物所启动了“车用燃料电池应用基础研究”，以提高可靠性、耐久性和降低成本的车用质子交换膜燃料电池关键材料与核心部件为主要研究内容。

3、上海攀业氢能源科技有限公司

上海攀业氢能源科技有限公司（Pearl Hydrogen Co,Ltd）是一家在空冷非增湿质子交换膜燃料电池领域处于国际领先水平的高新技术企业。自2006年1月至今，一直致力于燃料电池的商业化应用。在燃料电池的关键材料制备、电池堆结构设计等关键技术方面取得了突破，拥有完全自主的知识产权。目前攀业共申请中国专利30项，国际专利2项。在中小功率燃料电池系统的开发、生产和应用上取得了突破性的进展。作为氢能源技术行业的先驱企业，攀业60%的产品销售额来自欧美市场，目前已广泛应用于车辆驱动能源、电信基站建设等领域，为其提供了高效、环保的能源设备，并获得了良好的社会声誉。作为一家高新技术企业，攀业已和帝国理工学院（英国）、伯明翰大学（英国）、伦敦城市大学（英国）、纽海文大学（美国）、等国内外著名高等学府及科研院所建立了密切的合作关系，持续不断地推动氢能源技术行业的科技进步及应用优化，保证为客户提供最优质的服务。

最近动态：攀业于2010年中旬引入了新的战略投资方（经了解：风投，投入资金2000多万元）。新投资方的加入将进一步加速燃料电池商业化进程。新的投资将用于原材料和长寿命燃料电池的研究。同时攀业也会强化产能建设，在三年内达到5MW燃料电池的年生产能力，以满足备用电源等市场日益增长的需求。

4、上海神力科技有限公司

上海神力科技有限公司成立于1998年6月，是国家科技部重点培育、上海市各级政府重点支持的民营新能源高科技企业。神力科技是以氢质子交换膜燃料电池技术、全钒液流储能电池技术研发和产业化为发展目标，是目前中国燃料电池技术研发和产业化的领先者。

神力科技在国家科技部，上海市政府重点培育与支持下，承担与完成国家“九·五”重点攻关计划、“十·五”863及“十一·五”863重大攻关计划燃料电池发动机课题，拥有完全自主知识产权的燃料电池技术并达到国际先进水平。至2010年底，已申请国内外燃料电池相关专利343项，其中发明专利174项。已获授权专利304项，包括美国专利4项。

国外部分

1、美国Relion公司

ReliOn公司的前身是Avista实验室，主要研发50W-5kW的质子交换膜燃料电池(PEMFC)，目标市场是备用电源市场。该公司于今年四月份获风投注资。

2、Ceramic Fuel Cells Limited

Ceramic Fuel Cells Limited，简写为CFCL，是世界一流的固体氧化燃料电池（SOFC）的生产公司。CFCL研发小型民用热电联供的SOFC燃料电池固定式系统与分布式发电系统。CFCL是伦敦证券交易所上市公司及澳大利亚证券交易所上市公司。

3、ballard公司

加拿大Ballard公司在PEMFC技术上全球领先，现在它的应用领域从交通工具到固定电站，其子公司BallardGenerationSystem被认为在开发、生产和市场化零排放质子交换膜燃料电池上处于世界领先地位。在Ballard公司的带动下，许多汽车制造商参加了燃料电池车辆的研制，例如：Chrysler(克莱斯勒)、Ford(福特)、GM(通用)、Honda(本田)、Nissan(尼桑)、VolkswagenAG(大众)和Volvo(沃尔沃)等，它们许多正在使用的燃料电池都是由Ballard公司生产的。此外ballard公司与Plug Power公司建立合作伙伴，ballard公司为Plug Power公司提供电堆。

4、Nuvera公司

美国Nuvera燃料电池公司成立于2000年4月，由Epyx（剑桥Arthur D Little公司全资子公司）与DNora燃料电池公司（意大利米兰Gruppo De Nora公司全资子公司）整合而成。Nuvera公司在开发和更新多燃料处理和燃料电池技术方面处于世界领先地位， 该公司在意大利和美国设有办事处，致力于推动氢燃料电池电源组在工业车辆与设备领域稳定性应用、天然气燃料电池动力系统在工业废热发电领域应用、汽油燃料处理器与燃料电池堆在机动车领域应用的商业化。

5、Plug Power公司

在美国，PlugPower公司是最大的质子交换膜燃料电池开发公司，Plug Power公司产品的主要应用领域是燃料电池备用电源、固定电站以及燃料电池在叉车上的应用，2010年底公司调整策略，产品主要应用领域调整为燃料电池在叉车上的应用，并已在2011年第一个季度完成500台的订单。

1、燃料电池发动机（FCE）：主要由燃料电池堆、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。主要动力源。

2、动力蓄电池组：辅助动力源。

3、电流变换器：交直流变换。

4、动力总成：传递动力、换档。

5、氢气系统：提供氢气。

6、动力控制单元：动力控制、故障诊断。