簡(jiǎn)單地說，燃料電池(Fuel Cell)是一種將存在于燃料與氧化劑中的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電裝置。燃料和空氣分別送進(jìn)被燃料電池，經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)，電就被奇妙地生產(chǎn)出來。它從外表上看有正負(fù)極和電解質(zhì)等，像一個(gè)蓄電池，但實(shí)質(zhì)上它不能"儲(chǔ)電"而是一個(gè)"發(fā)電廠"，因此叫燃料電池。既然有了電，那只要再加上電動(dòng)機(jī)，不就可以驅(qū)動(dòng)汽車了嗎?沒錯(cuò)，燃料電池產(chǎn)生的電能，儲(chǔ)存在鋰離子動(dòng)力蓄電池組內(nèi)，以備作為車輛動(dòng)力來源的驅(qū)動(dòng)電機(jī)使用。這就是燃料電池的基本工作原理，當(dāng)然這其中還有很多其他裝備，比如能量回收裝置、氫回收裝置等。

　　氫燃料電池車技術(shù)

　　氫燃料電池車技術(shù)，是目前新能源車技術(shù)的較高級(jí)流派，這一技術(shù)流派的特點(diǎn)是通過電氣化學(xué)反應(yīng)，將氫和氧化合成水，從而直接將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，電池組通過像這樣大量串聯(lián)的燃料電池，就可以產(chǎn)生足夠的電能來驅(qū)動(dòng)汽車。奔馳F800 Style、奧迪Q5HFC和雪佛蘭Equinox等都是包含了這項(xiàng)技術(shù)的新能源車。

　　這類氫燃料電池車通常設(shè)置四個(gè)座位，空間寬大舒適，并且擁有和傳統(tǒng)汽車相比毫不遜色的高安全性能。與此同時(shí)，它的氫燃料存貯裝置也十分先進(jìn)，該裝置由三個(gè)700巴(1巴=0.987個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓)的高壓儲(chǔ)氫罐組成，罐體采用碳纖維復(fù)合材料，最大氫燃料存儲(chǔ)量為4.2千克，這些燃料足以支持最長(zhǎng)320公里的行駛里程。

　　氫燃料電池車的設(shè)計(jì)使用壽命為2年或8萬(wàn)公里，通過在熱絕緣以及運(yùn)行方案等方面進(jìn)行的一系列改進(jìn)，新型氫燃料電池車可以在低于零度的氣候條件下正常啟動(dòng)及運(yùn)行，這也是它相比前一代車型的顯著進(jìn)步之一，而在技術(shù)上做到這一點(diǎn)對(duì)于燃料電池車的推廣使用至關(guān)重要。

　　燃料電池車輛是無污染汽車，燃料電池的能量轉(zhuǎn)換效率比內(nèi)燃機(jī)要高2~3倍，因此從能源的利用和環(huán)境保護(hù)方面，燃料電池汽車是一種理想的車輛。

　　燃料電池汽車的氫燃料能通過幾種途徑得到。有些車輛直接攜帶著純氫燃料，另外一些車輛有可能裝有燃料重整器，能將烴類燃料轉(zhuǎn)化為富氫氣體。

　　單個(gè)的燃料電池必須結(jié)合成燃料電池組，以便獲得必需的動(dòng)力，滿足車輛使用的要求。

　　雪佛蘭Sequel的動(dòng)力燃料是電池動(dòng)力模塊和鋰離子高性能蓄電池組共同供給，其中前者功率達(dá)到73KW，后者的115KW，總功率達(dá)到193KW，相當(dāng)于普通的4.50升的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)。僅鋰離子高性能蓄電池組提供的扭矩高達(dá)1740牛•米，幾乎比任何一款量產(chǎn)車型的扭矩都要大，從靜止加速到100公里/小時(shí)只需10秒。

　　標(biāo)致這輛出租車上配備有燃料電池。燃料電池采用串連方式，除燃料電池外還備有鎳氫充電電池。最高時(shí)速為95km/h，使用該電池可以行駛200km～300km。

　　HFC三個(gè)字母代表的是Hybrid Fuel Cell，即復(fù)合式燃料電池。兩個(gè)高壓汽缸在700巴的壓力下可以儲(chǔ)存3.2千克氫氣。低溫氫燃料電池的功率可達(dá)98千瓦(133馬力)。用于幫助燃料混合的鋰離子電池容量為1.3 千瓦時(shí)。靠近車輪的兩個(gè)電動(dòng)機(jī)最高功率可達(dá)90千瓦(122馬力)，最大扭矩可達(dá)420牛?米。奧迪Q5 HFC可在13.4秒之內(nèi)加速到100公里/小時(shí)，最高速度可達(dá)160公里/小時(shí)。氫氣的利用非常節(jié)約和高效，燃料電池的能量轉(zhuǎn)換效率可以達(dá)到50%以上。

　　長(zhǎng)安志翔燃料電池車是在原有志翔車型平臺(tái)上經(jīng)過改造動(dòng)力系統(tǒng)而成，它采用了與氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)相似的技術(shù)。最大的特點(diǎn)是沒有發(fā)動(dòng)機(jī)，并通過電機(jī)來驅(qū)動(dòng)汽車。不過，由于氫燃料電池汽車技術(shù)非常復(fù)雜，也因?yàn)闅錃庵苽洹⑦\(yùn)輸、加氣基礎(chǔ)設(shè)施不完善，短期內(nèi)很難產(chǎn)業(yè)化。

　　奇瑞這款燃料電池轎車產(chǎn)品型號(hào)為SQR7000，是以奇瑞東方之子車型為基礎(chǔ)平臺(tái)，動(dòng)力系統(tǒng)架構(gòu)采用氫燃料電池系統(tǒng)和大容量動(dòng)力蓄電池，既能以純?nèi)剂想姵仉妱?dòng)模式行駛，又能以燃料電池-鋰蓄電池混合模式行駛，是目前國(guó)內(nèi)相當(dāng)成熟和先進(jìn)的燃料轎車整車技術(shù)方案。

　　奔騰氫燃料電池車是一汽奔騰基于奔騰B70轎車平臺(tái)，應(yīng)用燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)研制開發(fā)的新型高科技環(huán)保型燃料電池轎車。作為國(guó)家"863計(jì)劃""節(jié)能與新能源汽車"的重大研發(fā)項(xiàng)目，該車型不僅在安全性、可靠性、舒適性等方面均達(dá)到國(guó)際環(huán)保車型水準(zhǔn)，是一汽奔騰埋首品質(zhì)，"進(jìn)取不止"的一款力作。

　　自從上世紀(jì)70年代以 來，日美等國(guó)加緊研究各種燃料電池，現(xiàn)已進(jìn)入商業(yè)性開發(fā)，日本已建立萬(wàn)千瓦級(jí)燃料電池發(fā)電站，美國(guó)有30多家廠商在開發(fā)燃料電池。德、英、法、荷、丹、意 和奧地利等國(guó)也有20多家公司投入了燃料電池的研究，這種新型的發(fā)電方式已引起世界的關(guān)注。

　　與傳統(tǒng)汽車相比，燃料電池汽車具有以下優(yōu)點(diǎn)：

　　1、零排放或近似零排放。

　　2、減少了機(jī)油泄露帶來的水污染。

　　3、降低了溫室氣體的排放。

　　4、提高了燃油經(jīng)濟(jì)性。

　　5、提高了發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒效率。

　　6、運(yùn)行平穩(wěn)、無噪聲。

　　燃料電池的種類

　　燃料電池的簡(jiǎn)單原理是將燃料的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換為電能，不需要進(jìn)行燃燒，能源轉(zhuǎn)換效率可達(dá)60%—80%，而且污染少，噪聲小，裝置可大可小，非 常靈活。最早，這種發(fā)電裝置很小，造價(jià)很高，主要用于宇航作電源。現(xiàn)在已大幅度降價(jià)，逐步轉(zhuǎn)向地面應(yīng)用。目前，燃料電池的種類很多，主要有以下幾種：

　　磷酸鹽型燃料電池

　　磷酸鹽型燃料電池是最早的一類燃料電池，工藝流程基本成熟，美國(guó)和日本已分別建成4500千瓦及11000千瓦的商用電站。這種燃料電池的操作 溫度為200℃，最大電流密度可達(dá)到150毫安/平方厘米，發(fā)電效率約45%，燃料以氫、甲醇等為主，氧化劑用空氣，但催化劑為鉑系列，目前發(fā)電成本尚 高，每千瓦小時(shí)約40—50美分。

　　融熔碳酸鹽型燃料電池

　　融熔碳酸鹽型燃料電池一般稱為第二代燃料電池，其運(yùn)行溫度650℃左右，發(fā)電效率約55%，日本三菱公司已建成10千瓦級(jí)的發(fā)電裝置。這種燃料 電池的電解質(zhì)是液態(tài)的，由于工作溫度高，可以承受一氧化碳的存在，燃料用氫、一氧化碳、天然氣等均可。氧化劑用空氣。發(fā)電成本每千瓦小時(shí)可低于40美分。

　　固體氧化物型燃料電池

　　固體氧化物型燃料電池被認(rèn)為是第三代燃料電池，其操作溫度1000℃左右，發(fā)電效率可超過60%，目前不少國(guó)家在研究，它適于建造大型發(fā)電站，美國(guó)西屋公司正在進(jìn)行開發(fā)，可望發(fā)電成本每千瓦小時(shí)低于20美分。

　　此外，還有幾種類型的燃料電池，如堿性燃料電池，運(yùn)行溫度約200℃，發(fā)電效率也可高達(dá)60%，且不用貴金屬作催化劑，瑞典已開發(fā)200千瓦的 一個(gè)裝置用于潛艇。美國(guó)最早用于阿波羅飛船的一種小型燃料電池稱為美國(guó)型，實(shí)為離子交換膜燃料電池，它的發(fā)電效率高達(dá)75%，運(yùn)行溫度低于100℃，但是 必須以純氧作氧化劑。后來，美國(guó)又研制出一種用于氫能汽車的燃料電池，充一次氫可行駛300公里，時(shí)速可達(dá)100公里，這是一種可逆式質(zhì)子交換膜燃料電 池，發(fā)電效率最高達(dá)80%。

　　燃料電池理想的燃料是氫氣，因?yàn)樗请娊庵茪涞哪娣磻?yīng)。燃料電池的主要用途除建立固定電站外，特別適合作移動(dòng)電源和車船的動(dòng)力。

　　我國(guó)燃料電池電動(dòng)汽車標(biāo)準(zhǔn)體系

　　一、我國(guó)燃料電池電動(dòng)汽車標(biāo)準(zhǔn)體系的建立

　　我國(guó)在“十五”初期進(jìn)行了燃料電池電動(dòng)汽車的標(biāo)準(zhǔn)體系研究。

　　作為標(biāo)準(zhǔn)制定的指南，燃料電池電動(dòng)汽車標(biāo)準(zhǔn)體系表是燃料電池電動(dòng)汽車標(biāo)準(zhǔn)制定工作的規(guī)范。體系表中不僅可以體現(xiàn)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、技術(shù)內(nèi)涵和發(fā)展方向，而且對(duì)于科技開發(fā)和標(biāo)準(zhǔn)制定計(jì)劃的確立具有重要的指導(dǎo)作用。因此，燃料電池電動(dòng)汽車標(biāo)準(zhǔn)體系表編制原則有以下方面。

　　1.確定燃料電池電動(dòng)汽車在汽車標(biāo)準(zhǔn)體系中的位置。燃料電池電動(dòng)汽車本身是汽車的一類，并不能獨(dú)立于傳統(tǒng)汽車之外。因此，它必須滿足傳統(tǒng)汽車的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，同時(shí)還要滿足燃料電池電動(dòng)汽車所需的特有標(biāo)準(zhǔn)要求。

　　2.確定燃料電池電動(dòng)汽車特有的構(gòu)造、系統(tǒng)，以此確定標(biāo)準(zhǔn)體系中的項(xiàng)目。

　　3.確定純電動(dòng)汽車、混合動(dòng)力電動(dòng)汽車、燃料電池電動(dòng)汽車的共性和特性。具有共性要求的可以考慮共用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn);具有獨(dú)特性的，標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目在體系表中單獨(dú)列出。這樣，即保證標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目的齊全，又可減少標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量、標(biāo)準(zhǔn)制定過程中人力和財(cái)力的浪費(fèi)。

　　4.參照國(guó)外現(xiàn)有燃料電池電動(dòng)汽車標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目，結(jié)合我國(guó)燃料電池電動(dòng)汽車開發(fā)的實(shí)際需求進(jìn)行編制，標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目盡量齊全。體系表中的一些項(xiàng)目是考慮與我國(guó)燃料電池電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)化發(fā)展政策相配套的支撐標(biāo)準(zhǔn)和我國(guó)特有的標(biāo)準(zhǔn)，例如：燃料電池電動(dòng)汽車定型試驗(yàn)規(guī)程。

　　5.標(biāo)準(zhǔn)體系表是動(dòng)態(tài)的，現(xiàn)在編制的體系考慮了近期急需和長(zhǎng)遠(yuǎn)的標(biāo)準(zhǔn)需求，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。

　　6.燃料電池電動(dòng)汽車標(biāo)準(zhǔn)體系表與我國(guó)燃料電池電動(dòng)汽車產(chǎn)品的發(fā)展目標(biāo)相適應(yīng)。

　　標(biāo)準(zhǔn)體系包含燃料電池電動(dòng)汽車產(chǎn)品本身的術(shù)語(yǔ)、試驗(yàn)方法、技術(shù)條件，以及保證燃料電池電動(dòng)汽車正常、方便、安全運(yùn)行的基礎(chǔ)設(shè)施的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，如：燃料電池電動(dòng)汽車整車、車載氫系統(tǒng)、氫燃料、加氫站、加氫機(jī)、燃料電池系統(tǒng)等。同時(shí)燃料電池電動(dòng)汽車的標(biāo)準(zhǔn)體系中還涉及燃料電池電動(dòng)汽車的管理標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品認(rèn)證、企業(yè)認(rèn)證、從業(yè)人員資格等諸多方面。

　　二、我國(guó)燃料電池電動(dòng)汽車的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

　　1.概況

　　全國(guó)汽車標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)電動(dòng)車輛分委會(huì)從整車性能、安全、接口部件的互換性等方面考慮。目前正在開展以下方面的工作。

　　(1)燃料電池電動(dòng)汽車通用基礎(chǔ)類標(biāo)準(zhǔn)研究。如術(shù)語(yǔ)標(biāo)準(zhǔn)，主要內(nèi)容涉及到整車、配套件、其他關(guān)鍵部件、基礎(chǔ)設(shè)施接口。

　　(2)燃料電池電動(dòng)汽車安全類項(xiàng)目研究。如燃料電池電動(dòng)汽車一般安全要求，主要內(nèi)容：車載能源裝置的安全要求、運(yùn)行操作安全要求、漏電和人員防觸電要求等。燃料電池電動(dòng)汽車燃料系統(tǒng)安全要求為儲(chǔ)存或處理燃料或其他有害物質(zhì)的系統(tǒng)提供標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，主要針對(duì)燃料儲(chǔ)存裝置，燃料處理過程，燃料電池堆等提出要求。

　　(3)互換性標(biāo)準(zhǔn)研究。如燃料電池電動(dòng)汽車加氫口，主要內(nèi)容為加氫口互換性、安全性、通信、型式、技術(shù)要求、試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則。鑒于國(guó)內(nèi)暫時(shí)沒有液氫，因此，只考慮了使用氣態(tài)氫氣為工作介質(zhì)、工作壓力為35MPa、工作環(huán)境溫度為-40。C~60。C的燃料電池電動(dòng)汽車加氫口。

　　(4)燃料電池電動(dòng)汽車整車動(dòng)力性、能耗等的研究。動(dòng)力性主要包括加速性能、最高車速等。能量消耗試驗(yàn)方法，將根據(jù)國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀考慮以下方面：電流法，通過測(cè)量燃料電池堆的輸出電流來計(jì)算氫的消耗量，因?yàn)槿剂想姵厥峭ㄟ^氫離子的流動(dòng)而形成電流的，所以，可以用電流值來確定氫消耗量;壓力法，通過測(cè)量試驗(yàn)前后高壓儲(chǔ)氫罐中氣體壓力和溫度算出氫消耗量。把測(cè)得的壓力和溫度值通過計(jì)算儲(chǔ)藏罐中氣體分子數(shù)量的改變，確定氫的消耗量;重量分析法，通過測(cè)量試驗(yàn)前后高壓燃料罐重量得到氫消耗量。試驗(yàn)用燃料罐應(yīng)適于測(cè)量重量;流量法，用流量計(jì)測(cè)量供給燃料電池電動(dòng)汽車的氫和被消耗掉的氫。

　　(5)示范運(yùn)行燃料電池電動(dòng)汽車技術(shù)規(guī)范研究。

　　車聯(lián)網(wǎng)電動(dòng)車技術(shù)

　　這一技術(shù)流派地融合了電氣化和車聯(lián)網(wǎng)兩大技術(shù)，幾乎可以說是對(duì)未來城市個(gè)人交通的最新解決方案。同樣將展示于世博園區(qū)及北京車展的通用EN-V概念車就運(yùn)用了這項(xiàng)技術(shù)。

　　車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，即通過整合全球定位系統(tǒng)導(dǎo)航技術(shù)、車對(duì)車交流技術(shù)、無線通信及遠(yuǎn)程感應(yīng)技術(shù)奠定了新的汽車技術(shù)發(fā)展方向，實(shí)現(xiàn)了手動(dòng)駕駛和自動(dòng)駕駛的兼容。

　　這類電動(dòng)車體積小巧、移動(dòng)便利。電動(dòng)車的左右兩側(cè)車輪分別由各自的電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，馬達(dá)動(dòng)力由鋰電池提供，可通過普通家庭電源進(jìn)行充電，每次充滿電后可行駛40公里，完全實(shí)現(xiàn)零排放。同時(shí)，可與電網(wǎng)進(jìn)行信息互換，選擇最佳充電時(shí)間，充分提高公用電力基礎(chǔ)設(shè)施的使用效率。

　　這一新汽車技術(shù)的重大突破，還在于自動(dòng)駕駛方面，如變道警告、盲區(qū)探測(cè)及適應(yīng)性巡航控制等技術(shù)均得到了變革性的運(yùn)用。