目　　錄
《電動(dòng)汽車(chē)工程手冊(cè)》指導(dǎo)委員會(huì)
《電動(dòng)汽車(chē)工程手冊(cè)》編撰委員會(huì)
《電動(dòng)汽車(chē)工程手冊(cè)》出版委員會(huì)
序
前言
本卷編寫(xiě)與審稿人員
本卷前言
1.1術(shù)語(yǔ)1
1.2無(wú)碳排放與氫燃料2
1.2.1出行與能源需求2
1.2.2溫室效應(yīng)及其危害3
1.2.3無(wú)碳燃料與氫燃料4
1.3氫能源產(chǎn)業(yè)鏈4
1.3.1氫氣基本物理性質(zhì)4
1.3.2氫氣來(lái)源與生產(chǎn)5
1.3.3氫氣存儲(chǔ)8
1.3.4氫氣運(yùn)輸8
1.3.5車(chē)載氫燃料氣的加注9
1.4燃料電池作為汽車(chē)動(dòng)力源11
1.4.1燃料電池種類(lèi)11
1.4.2汽車(chē)對(duì)化學(xué)動(dòng)力源的需求 12
1.4.3車(chē)用氫能源的效率13
1.5質(zhì)子交換膜燃料電池基本原理14
1.5.1基本工作原理14
1.5.2氫燃料電池的能量轉(zhuǎn)換16
1.5.3能量轉(zhuǎn)換中的損失18
1.5.4燃料電池能量轉(zhuǎn)換效率20
1.6國(guó)外燃料電池汽車(chē)發(fā)展史21
1.6.1創(chuàng)新探索階段21
1.6.2原理驗(yàn)證階段21
1.6.3技術(shù)攻關(guān)階段21
1.6.4市場(chǎng)切入階段22
1.6.5商業(yè)應(yīng)用階段22
1.7中國(guó)燃料電池汽車(chē)發(fā)展24
1.7.1技術(shù)攻關(guān)階段24
1.7.2示范應(yīng)用階段24
1.7.3商業(yè)化應(yīng)用階段24
參考文獻(xiàn)25
2.1術(shù)語(yǔ)27
2.1.1膜電極部分27
2.1.2燃料電池堆部分28
2.2性能參考指標(biāo)30
2.2.1燃料電池膜電極的性能及指標(biāo)要求30
2.2.2燃料電池雙極板的性能及指標(biāo)要求31
2.2.3燃料電池堆的性能及指標(biāo)要求32
2.3燃料電池堆結(jié)構(gòu)32
2.4膜電極33
2.4.1催化劑33
2.4.2質(zhì)子交換膜38
2.4.3氣體擴(kuò)散層41
2.4.4膜電極組件42
2.5雙極板45
2.5.1雙極板定義及功能45
2.5.2雙極板技術(shù)要求45
2.5.3雙極板分類(lèi)46
2.5.4雙極板流場(chǎng)49
2.6端板與集流體53
2.6.1端板53
2.6.2集流體57
2.7電堆密封58
2.7.1密封要求59
2.7.2密封材料59
2.7.3密封結(jié)構(gòu)形式60
2.8電堆組裝62
2.8.1組裝尺寸確定62
2.8.2緊固形式63
2.8.3電堆合格檢測(cè)條件64
2.9典型的商業(yè)化燃料電池堆65
2.9.1典型的石墨板和復(fù)合板電堆65
2.9.2典型的金屬雙極板電堆66
參考文獻(xiàn)66
3.1燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)基本概念71
3.1.1術(shù)語(yǔ)及概念71
3.1.2燃料電池系統(tǒng)原理介紹73
3.1.3子系統(tǒng)構(gòu)成及作用73
3.2空氣供應(yīng)子系統(tǒng)74
3.2.1空氣供應(yīng)子系統(tǒng)簡(jiǎn)介74
3.2.2燃料電池專(zhuān)用空壓機(jī)75
3.2.3加濕器78
3.2.4中冷器80
3.2.5調(diào)節(jié)閥80
3.3氫氣供應(yīng)子系統(tǒng)80
3.3.1氫氣供應(yīng)子系統(tǒng)簡(jiǎn)介80
3.3.2氫氣循環(huán)原理81
3.3.3氫氣壓力調(diào)節(jié)及流量控制裝置83
3.3.4燃料電池氫氣循環(huán)技術(shù)進(jìn)展84
3.4水熱管理子系統(tǒng)88
3.4.1水熱管理子系統(tǒng)簡(jiǎn)介89
3.4.2燃料電池堆熱平衡90
3.4.3燃料電池堆水平衡90
3.4.4冷卻水泵91
3.4.5散熱器組件92
3.4.6節(jié)溫器94
3.4.7冷卻液96
3.5控制子系統(tǒng)97
3.5.1控制子系統(tǒng)簡(jiǎn)介97
3.5.2單電池電壓巡檢97
3.5.3燃料電池進(jìn)氣系統(tǒng)控制策略99
3.5.4濕度調(diào)節(jié)103
3.5.5燃料電池堆溫度調(diào)節(jié)105
3.5.6燃料電池堆故障檢測(cè)與報(bào)警107
3.5.7　燃料電池陽(yáng)極出口排氣策略研究108
3.6　燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)性能指標(biāo)109
3.6.1　動(dòng)力性109
3.6.2經(jīng)濟(jì)性110
3.6.3動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性110
3.6.4功率品質(zhì)111
3.6.5環(huán)境適應(yīng)性111
3.6.6可靠性112
3.6.7耐久性112
3.6.8安全性112
3.6.9噪聲及排放114
參考文獻(xiàn)116
4.1術(shù)語(yǔ)119
4.2概述121
4.2.1供氫系統(tǒng)形式122
4.2.2氫的特性123
4.3車(chē)載高壓供氫系統(tǒng)125
4.3.1設(shè)計(jì)基本要求125
4.3.2系統(tǒng)選用基本要求127
4.3.3　系統(tǒng)功能及組成128
4.3.4系統(tǒng)安裝要求143
4.3.5零部件設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)要素相關(guān)試驗(yàn)144
4.3.6成本分析149
4.3.7系統(tǒng)加注153
4.3.8應(yīng)用155
4.4車(chē)載高壓儲(chǔ)氫瓶160
4.4.1儲(chǔ)氫瓶國(guó)內(nèi)外發(fā)展過(guò)程160
4.4.2儲(chǔ)氫瓶結(jié)構(gòu)與類(lèi)型162
4.4.3儲(chǔ)氫瓶設(shè)計(jì)162
4.4.4儲(chǔ)氫瓶制造工藝163
4.4.5儲(chǔ)氫瓶在燃料電池汽車(chē)中的應(yīng)用165
4.5車(chē)載金屬吸附儲(chǔ)氫系統(tǒng)165
4.5.1金屬氫化物儲(chǔ)氫裝置國(guó)內(nèi)外發(fā)展過(guò)程165
4.5.2金屬氫化物儲(chǔ)氫裝置結(jié)構(gòu)與類(lèi)型167
4.5.3車(chē)載金屬氫化物儲(chǔ)氫裝置設(shè)計(jì)171
4.5.4金屬氫化物儲(chǔ)氫裝置在燃料電池車(chē)輛中的應(yīng)用176
4.6車(chē)載有機(jī)溶質(zhì)儲(chǔ)氫系統(tǒng)180
4.6.1有機(jī)液體儲(chǔ)氫材料技術(shù)簡(jiǎn)介180
4.6.2有機(jī)液體儲(chǔ)氫技術(shù)原理介紹180
4.6.3有機(jī)液體儲(chǔ)氫技術(shù)研究及車(chē)載有機(jī)液體供氫系統(tǒng)應(yīng)用
進(jìn)展182
4.7車(chē)載液化氫儲(chǔ)存系統(tǒng)183
4.8車(chē)載重整制氫系統(tǒng)184
4.9車(chē)載供氫系統(tǒng)氫安全185
4.9.1氫的危險(xiǎn)性185
4.9.2氫安全設(shè)計(jì)188
參考文獻(xiàn)191
5.1術(shù)語(yǔ)195
5.2燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)構(gòu)型197
5.2.1單一燃料電池構(gòu)型197
5.2.2燃料電池+動(dòng)力蓄電池構(gòu)型198
5.2.3燃料電池+超級(jí)電容構(gòu)型201
5.2.4燃料電池+動(dòng)力蓄電池+超級(jí)電容構(gòu)型201

5.3燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)關(guān)鍵部件介紹202
5.3.1燃料電池202
5.3.2蓄電池206
5.3.3電機(jī)209
5.3.4DC/DC變換器212
5.4先進(jìn)燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)介紹213
5.4.1豐田213
5.4.2本田214
5.4.3現(xiàn)代215
5.4.4奔馳216
5.5燃料電池汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)性能表征217
5.5.1動(dòng)力性217
5.5.2經(jīng)濟(jì)性218
5.5.3耐久性219
5.5.4可靠性220
5.5.5環(huán)境適應(yīng)性221
5.5.6安全性222
5.6動(dòng)力系統(tǒng)關(guān)鍵部件參數(shù)匹配225
5.6.1參數(shù)匹配流程225
5.6.2驅(qū)動(dòng)電機(jī)參數(shù)匹配225
5.6.3　蓄電池參數(shù)匹配231
5.6.4燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)匹配233
參考文獻(xiàn)236
6.1　術(shù)語(yǔ)239
6.2燃料電池轎車(chē)性能240
6.2.1動(dòng)力性240
6.2.2經(jīng)濟(jì)性242
6.2.3環(huán)境適應(yīng)性243
6.2.4耐久性245
6.2.5可靠性245
6.3動(dòng)力總成參數(shù)匹配246
6.3.1初始條件及工況選擇246
6.3.2關(guān)鍵總成選取247
6.3.3電機(jī)參數(shù)的選擇249
6.3.4　燃料電池系統(tǒng)參數(shù)的選擇251
6.3.5動(dòng)力蓄電池組參數(shù)的選擇251
6.4燃料電池轎車(chē)結(jié)構(gòu)布置252
6.4.1燃料電池轎車(chē)主要部件布置252
6.4.2燃料電池轎車(chē)布置方式對(duì)整車(chē)影響255
6.5燃料電池轎車(chē)電氣系統(tǒng)256
6.5.1整車(chē)高壓電氣架構(gòu)256
6.5.2整車(chē)CAN總線(xiàn)259
6.5.3系統(tǒng)電氣架構(gòu)260
6.6燃料電池轎車(chē)安全261
6.6.1車(chē)載供氫系統(tǒng)的安全261
6.6.2高壓安全263
6.7燃料電池轎車(chē)熱管理264
6.7.1燃料電池冷卻系統(tǒng)264
6.7.2電機(jī)冷卻系統(tǒng)266
6.7.3動(dòng)力蓄電池冷卻系統(tǒng)266
6.7.4空調(diào)系統(tǒng)268
6.7.5發(fā)動(dòng)機(jī)艙氣流分析269
6.8燃料電池乘用車(chē)試驗(yàn)驗(yàn)證270
參考文獻(xiàn)272
7.1術(shù)語(yǔ)273
7.2燃料電池商用車(chē)性能274
7.2.1燃料電池公交客車(chē)性能274
7.2.2燃料電池公路客車(chē)性能275
7.2.3燃料電池物流車(chē)性能276
7.3燃料電池商用車(chē)動(dòng)力總成參數(shù)匹配276
7.3.1公交客車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)構(gòu)型及匹配設(shè)計(jì)276
7.3.2公路客車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)構(gòu)型及匹配設(shè)計(jì)278
7.3.3物流車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)構(gòu)型及匹配設(shè)計(jì)278
7.4燃料電池商用車(chē)結(jié)構(gòu)布置279
7.4.1公交客車(chē)總布置設(shè)計(jì)280
7.4.2公路客車(chē)總布置設(shè)計(jì)281
7.4.3物流車(chē)總布置設(shè)計(jì)281
7.5燃料電池商用車(chē)電力電子系統(tǒng)282
7.5.1公交客車(chē)電力電子系統(tǒng)282
7.5.2公路客車(chē)電力電子系統(tǒng)284
7.5.3物流車(chē)電力電子系統(tǒng)284
7.6燃料電池商用車(chē)安全284
7.6.1公交客車(chē)安全設(shè)計(jì)284
7.6.2公路客車(chē)安全設(shè)計(jì)287
7.7燃料電池商用車(chē)熱管理287
7.7.1公交客車(chē)綜合熱管理287
7.7.2公路客車(chē)綜合熱管理290
7.7.3物流車(chē)綜合熱管理291
7.8燃料電池商用車(chē)試驗(yàn)驗(yàn)證292
參考文獻(xiàn)293