燃料电池汽车的核心部件是什么

电池汽车有燃料电池。电机，电机控制器。Dc 增湿器。

文/阮锦程今年大家都把目光集中于电动车上：特斯拉市值超丰田，比亚迪市值又超过某某国际汽车品牌。丰田章男批评大家对电动车太过热情，电动车并且想像中的环保，而那边特斯拉又撞车了。第二代丰田Mirai不过表面光鲜的汽车企业背后，往往关键技术是来自各大零部件巨头。甚至有时候主机厂有什么动作并不重要，零部件厂商们正在干什么才是重要的。没错，全世界都在拥抱电动车，零部件巨头们也不例外。但有所不同的是，他们除了发力纯电动车，例如提供各种热管理系统、三合一电驱动等等外，在氢燃料电池方面也加紧了脚步。而且，博世和大陆集团已经在国内建立氢能与燃料电池技术中心，开始着手生产氢燃料电池。大陆集团氢能与燃料电池技术中心落户常熟12月初，德国大陆集团宣布在常熟工厂建立氢能与燃料电池技术中心，为氢能和燃料电池系统提供关键零部件，而技术中心的建立目的为加速推进氢能与燃料电池相关技术在国内的转化落地。对于燃料电池来说，其核心的零部件是电堆，还有其它关键部件包括涉氢管路、空气管路、冷却管路等等。另外除了燃料电池本身，加氢站用管路系统也需要研发。所有这些零部件的可靠性、安全性、环境适应性、耐久性等都要求非常严格，特别是要满足复杂工况、严苛环境、高强度运营使用场景使用的时候。可以说氢燃料电池的化学稳定性、低渗透性、密封性、耐高温老化等等，可能比纯电动车还要复杂。大陆集团常熟技术中心将在现有的研发条件下，继续投资新增研发及试验设备，形成新能源汽车用氢能与燃料电池关键零部件的自主开发平台。博世与庆铃成立燃料电池系统合资公司同样在12月，世界排名第一的汽车零部件博世，与中国商用车制造商庆铃汽车在重庆签署合资协议。注册资本8亿元的合资公司（博世持股60%，庆铃持股40%），将共同开发和销售燃料电池解决方案。这是博世继去年底无锡建立氢燃料电池研发中心后，在燃料电池领域又一大动作。在签约仪式上表示，博世提到：“除了内燃机技术，燃料电池也是博世动力总成产品组合中的一项核心技术。而中国是燃料电池技术开发和应用的重要市场。”去年底博世中国氢燃料电池中心宣布在无锡奠基，这是博世集团首个在德国以外的燃料电池中心，计划于2021年实现小批量生产。在建的无锡博世中国氢燃料电池中心无锡中心涵盖从关键零部件到电堆乃至燃料电池系统全部测试设备以及电堆样件试制线。未来包括氢喷阀、电子空压机等燃料电池关键零部件全套系统在无锡的开发与应用。电堆是燃料电池的核心部件，可将氢能转化为电能，目前燃料电池成本主要源于电堆，约占燃料电池系统总成本的三分之二。而在去年年中，博世宣布与瑞典电堆制造商Powercell 共同开发燃料电池电堆。博世与瑞典电堆制造商Powercell 共同开发燃料电池电堆博世将以许可证协议的模式实现该技术的量产，以供应全球汽车市场。该电堆将完善博世现有燃料电池产品序列。博世燃料电池技术最先应用在卡车等商用车上，未来会向乘用车领域发展。当我们在关注纯电动车时，他们也在发力燃料电 对氢燃料电池技术的零部件厂家远不止博世和大陆，事实上我们在2016年还曾在德国试乘了麦格纳氢燃料电池增程电动车。汽车零部件巨头们与主机厂相比，他们可能看得更远。零部件品牌更关注于行业的趋势，只有那些真正成为趋势和赢利的技术，他们才会置身其中。主机厂方面，丰田早在2016年丰田就发布氢燃料电池车“ MIRAI”，如今丰田已对外发布了第二代MIRAI，所以丰田章男前后吐槽纯电动车也可能是别有用心，因为丰田在氢燃料汽车研发上处于领先。而韩国现代已经实现量产的NEXO，已经连续三年出现在上海进博会上。在中国汽车工程学会最新发布的《节能与新能源汽车技术路线图0》，在2030-2035年间，燃料电池汽车保有量将达到100万辆。而同时，商用车领域的燃料电池汽车将更早进入推广应用阶段。而博世预测至2030年，全球高达20%的电动汽车由燃料电池驱动，而未来博世在车用燃料电池的业务规模有望达到数十亿欧元。没错，未来会是电动车的世界。然而电动车不应该只是“电池车”——氢燃料电池车也是电动车的一种。本文来源于汽车之家车家号作者，不代表汽车之家的观点立场。

膜电极是氢燃料电池的核心组件，是燃料电池动力的根本来源，其成本占据燃料电池电堆的70%，占据燃料电池动力系统的35%。亚南膜电极参与了国家863计划《燃料电池应急备用电源中试规模的制造及运行》项目的研究开发，项目于2016年顺利通过国家科技部验收，福建亚南膜电极具有如下重要特性：功率密度高：最高可达17W/60V;铂使用量低：铂使用量为40mg Pt/cm2;可低湿度运行；

燃料电池汽车( FCV) 是一种用车载燃料电池装置产生的电力作为动力的汽车。车载燃料电池装置所使用的燃料为高纯度氢气或含氢燃料经重整所得到的高含氢重整气。与通常的电动汽车比较, 其动力方面的不同在于FCV 用的电力来自车载燃料电池装置, 电动汽车所用的电力来自由电网充电的蓄电池。因此, FCV 的关键是燃料电池。燃料电池是一种不燃烧燃料而直接以电化学反应方式将燃料的化学能转变为电能的高效发电装置。发电的基本原理是: 电池的阳极( 燃料极) 输入氢气( 燃料) , 氢分子( H2) 在阳极催化剂作用下被离解成为氢离子( H+ ) 和电子( e-) , H+ 穿过燃料电池的电解质层向阴极( 氧化极) 方向运动, e-因通不过电解质层而由一个外部电路流向阴极; 在电池阴极输入氧气( O2) , 氧气在阴极催化剂作用下离解成为氧原子( O) , 与通过外部电路流向阴极的e-和燃料穿过电解质的H+ 结合生成稳定结构的水( H2O) , 完成电化学反应放出热量。这种电化学反应与氢气在氧气中发生的剧烈燃烧反应是完全不同的, 只要阳极不断输入氢气, 阴极不断输入氧气, 电化学反应就会连续不断地进行下去, e-就会不断通过外部电路流动形成电流, 从而连续不断地向汽车提供电力。与传统的导电体切割磁力线的回转机械发电原理也完全不同, 这种电化学反应属于一种没有物体运动就获得电力的静态发电方式。因而, 燃料电池具有效率高、噪音低、无污染物排出等优点, 这确保了FCV 成为真正意义上的高效、清洁汽车。为满足汽车的使用要求, 车用燃料电池还必须具有高比能量、低工作温度、起动快、无泄漏等特性,在众多类型的燃料电池中, 质子交换膜燃料电池( PEMFC) 完全具备这些特性, 所以FCV 所使用的燃料电池都是PEMFC。

虽然任何的能分解出氢气的碳氢化合物，例如天然气、醇、或甲烷等，都可以分解出氢，但分解的产物中含有二氧化碳，也就是不那么环保了，所以最终在汽车上使用的燃料电池，都是直接使用氢气作为“燃料”，最后排出的就只有水和热量，没有任何污染。 但别误会，这并不代表氢燃料电池就是“绝对环保”的，因为要生产氢气，也是要通过分解水获得的，换言之也需要用到电。所以只有通过用风能或者太阳能产生的电，也就是俗称的“绿电”来生产的氢气，才是真真正正的“0污染”。 氢燃料电池其实也有好几种类型，我们通常说的搭载在汽车上的，学名叫做“质子交换膜燃料电池”。它的的工作原理比较简单，不十分严谨地概括起来，就是氢在贵金属催化剂表面上分解出电子和质子，质子通过交换膜到达电池的阴极侧，而电子则在外部电路中移动产生电能输出，用来驱动电动机工作。在阴极一侧，质子、电子与空气中的氧气在贵金属催化剂作用下结合生成水。 这里面的核心技术，就是质子交换膜和两极的贵金属催化剂了。但这并不是普及氢燃料电池车最大的障碍。 那真正的障碍是什么呢？ 从技术角度来说，生产氢气并不难，真正难的是氢气的储存、运输方面。这个储存，包括了车上的储氢罐，以及加氢站的存储设施，而运输，则主要是指从工厂到加氢站之间的运输。 不久之前，中国工程院院士陈学东在一个论坛上演讲时表示，能承受70MPa压力的Ⅳ型车载高压储氢瓶以及瓶口组合阀技术，我们国家还未完全掌握制造技术，用于高压氢气公路运输的大容量Ⅳ型管束瓶，我们国家也还没研发出来；车用燃料电池空压机、氢气再循环泵等也存在“卡脖子”问题，很多关键技术还是掌握在外国企业的手中。