燃料电池汽车关键技术应用之研究

摘 要：本文主要以燃料电池汽车关键技术应用为重点进行阐述，以燃料电池汽车在技术开发应用的基础上，对燃料电池关键新技术、驱动电机技术和电子控制技术进行了深入研究，其目的在于推动生态环境能够更加稳定持续的进步与发展，有效促进我国燃料电池汽车行业的可持续发展。

关键词：燃料电池;燃料电池汽车;关键技术;内燃机

1 引言

内燃机汽车的发展，已经具有了上百年的历史，对于我们的生活产生了极大的影响。而随着现阶段科学技术的快速发展与进步，传统内燃汽车所需燃料的单一性，都推动了燃料电池汽车的出现，而且内燃机制造业在发展的过程中，还会消耗大量的能源，随着石油资源的不断短缺，内燃机汽车的发展逐渐显露出了问题。另外，内燃机汽车在生产的过程中，还会产生一定的废气以及废料，而内燃机汽车在运行的过程中，也会产生对大气环境产生污染的排放物，并且此种情况也越来越引起人们的重视。为了能夠推动生态环境能够更加稳定持续的进步与发展，就需要注重清洁、高效交通工具的发展。

2 燃料电池汽车开发中的关键技术概述

电池汽车的关键技术主要包含多个方面的内容，如：电动技术;电子技术;虽然能源问题亟待解决，但是车身结构和能源管理系统仍需适当优化。同内燃机车进行对比，电动汽车的行驶里程会相对较短，所以为了能够有效解决此问题，最大程度上利用车载自身具备的储存能量，就需要选择科学合理的能量管理系统，从而使得电动汽车的行驶距离能够有效增加。在每个子系统当中，可以安装相应的传感器。例如，车内、外温度、湿度以及充放电电压、时间等传感器，可以优化系统能量管理。同时，根据产生的能量，可以很好地估计非驱动过程，为以后的运行提供参考[1]。与此同时，还可以直接从制动中获取相应的能量，然后将其存储到相应的元件当中，如：蓄电池当中，结合外界的气候温度，对内度的温度进行合理控制。另外，还可以根据传感器的安装，根据外界的环境，对灯光亮度进行科学有效的调节。对使用的能源进行分析，记录蓄电池的工作情况，对于行驶过程中出现的任何不恰当或者是无效的操作行为都进行科学合理的诊断，对充电算法进行科学的估计。

在此过程中，还可以将能源管理系统同导航系统进行有效的结合，从而使得能源效率路径更加具有规范性，对充电站的位置进行明确，结合当前的交通状况，预估后续可行驶的里程。总的来讲，能源管理系统的安装，综合了多个方面的优点，使得有限的车载能源得到科学合理的运用。

3 燃料电池汽车关键技术应用分析

3.1 燃料电池

同化学电池进行对比，燃料电池具有较为突出的特点，如：可以达到同燃料车同样的续驶里程。而出现此种情况的主要原因，主要就是由于燃料电池电动汽车在行驶的过程中，其行驶的里程同燃料箱中存在的燃料具有密切关联，同燃料电池的尺寸没有任何的关联。从燃料电池汽车的行驶情况来看，燃料电池的尺寸仅仅同电动汽车的功率需求水平密切相关。

3.1.1 燃料电视具有的优点

同电化学电池的充电时间进行对比，反应物加料时间相对较短，具有一定的便捷性，但是需要注意，机械充电式的电池不在此之内。与电化学电池相比，燃料电池的使用寿命相对较长，不需要太多的维护工作[2]。

3.1.2 与其他电池相比

燃料电池是将所供燃料的化学能直接转化为电能的一种能量转换装置，故燃料电池在使用过程中具有发电效率高、能适应多种燃料和环境特性好等优点。例如，燃料化学能至电能是一个在工作阶段效率高、噪音低的能量转换过程，在燃料补充时可快速进行，而且可以较为容易即可获得燃料。

3.2 燃料电池新技术

燃料电池主要就是通过氢和氧电化学反应技术的应用，产生一定的清洁能源，但是却不一定会产生二氧化碳。而且，储氢过程也有一定的局限性，因此燃料电池驱动的汽车原型和示范模型可以行驶322公里[3]。如果在特定的温度以及压力环境背景下，想要能够存储保证行驶483km的氢，就需要具备一个同双层巴士大小体积的机载燃料电池。如果采用其他的存储方法，如：将氢气放置在钢瓶里，或者是将氢气进行液化，然后将其存储在罐子里，那么就会受到质量以及体积的局限性，并不能实现正常的使用目标。

3.3 驱动电机技术

为了能够让车辆一次加够充足的燃料，然后行驶更多的里程，保障氢能源能够最大程度上被利用，同时尽量减小车辆改装后的装备质量，所以，就需要燃料电动汽车中的电力驱动系统，具有相对较高的效率以及功率质量比。

而且，在对驱动电机进行研究的过程中，还需要尽量趋向于大功率、高效率以及小型化的方向进行发展进步。从现阶段驱动电机的研究情况来看，主要包含感应电动机以及永磁无刷电动机等等。其中，永磁无刷电动机具有体积小、惯性小、响应运行效率高等优点，未来电动汽车的发展前景广阔[4]。因此，在对驱动电机进行设计和选择的过程中，就需要能够充分保障电机的转矩能够符合相应的规定标准，并且同整个车辆的负载特性能够进行良好的匹配。

4 结束语

燃料电池汽车，属于一种清洁且高效的智能汽车，主要是通过发电产生动力前行，在未来的时间内，燃料电池可能会发展成为车辆动力装置。燃料电池的应用，不仅仅能够利于燃料能源的有效节约，还能够最大程度上减少废气排放对大气环境所产生的不利影响。但是，从现阶段燃料电池的发展情况来看，短时期内并不能替代内燃机在汽车配件中的关键地位，因此就需要加强对燃料电池车辆的研究与分析，使得燃料电池得到更加有效的完善，最大程度上实现生态环境持续发展的目标。

参考文献：

[1]许东阳，唐炯，谭方培.基于氢燃料电池汽车的去离子装置关键技术研究[J].上海汽车，2019，342（02）：10-14.

[2]薛鹏.新能源汽车发展及关键技术研究[J].农家参谋，2018，No.574（04）：39+48.

[3]刘书芝.新能源汽车领域海外专利布局的重点和需要考虑的因素[J].中国发明与专利，2018（09）：26-32.

[4]王克勇，石伟玉，王仁芳，etal.车用燃料电池系统耐久性研究[J].电化学，2018，24（06）：205-209.

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