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近些年隨著國家政策的推進，新能源汽車越來越受歡迎，如混合動力汽車、純電動汽車等，還有一種氫燃料汽車目前雖不常見但也慢慢開始走入人們的視線。對于氫燃料汽車有些陌生的朋友們可以看看下面的介紹，一看就懂。

我們先看看傳統車、純電動車和氫能源車的大致結構圖。

傳統燃油汽車的結構圖

純電動汽車的大致結構原理圖

氫燃料汽車的結構圖

氫燃料汽車的產品結構組成：主要由氫燃料電池堆棧、燃料電池升壓器、供氫系統、動力蓄電池組、驅動電動機和動力控制單元等組成。

氫燃料電池車構成

氫燃料汽車的工作原理：?空氣中的氧氣和高壓儲氣瓶里的氫氣在電堆中催化劑的作用下發生電化學反應產生電能，并輸送至DCF（電壓提升部件），經DCF升壓降流后再輸送至PDU（高壓配電盒），PDU（高壓配電盒）將電能進行分配至驅動電機，驅動電機將電能轉化為車輛前行的驅動能而前行。另BMS動力電池進行儲存電能，DCDC/DCAC逆變器將高壓進行降壓后供整車各低壓直流/交流用電設備使用等等。

氫燃料汽車工作原理圖

下面介紹氫燃料汽車各主要部件的工作原理

氫燃料電池：在燃料電池堆棧里，氫氣和氧氣進行著相結合的化學反應，其過程中存在電荷轉移，從而產生電流，與此同時氫與氧化學反應后正好生成水后排掉，這也是氫燃料汽車更加環保的原因。

燃料電池系統

燃料電池工作原理圖

燃料電池堆棧作為一個化學反應池，其最為關鍵的技術核心為“質子交換薄膜”。在這層薄膜的兩側緊貼著催化劑層，將氫氣分解為帶電離子狀態，因為氫分子體積小，攜帶電子的氫可以透過薄膜的微小孔洞游離到對面去，但是在攜帶電子的氫穿越這層薄膜孔洞的過程中，電子被從分子上剝離，只留下帶正電的氫質子通過薄膜到達另一端。氫質子被吸引到薄膜另一側的電極與氧分子結合。薄膜兩側的電極板將氫氣拆分成氫離子正電和電子、將氧氣拆分成氧原子以捕獲電子變為氧離子（負電），電子在電極板之間形成電流，2個氫離子和1個氧離子結合成為水，水成為了該反應過程中的唯一“廢料”。從本質來講整個運行過程就是發電過程。隨著氧化反應的不斷進行，電子不斷發生轉移就形成了驅動汽車所需的電流。

車載供氫系統：?車載高壓供氫系統是為燃料電池汽車提供氫燃料的系統裝置，主要由輕質高壓儲氫氣瓶、各種閥門、高壓管路、加氫口、安全監測系統、壓力/溫度信號采集系統等組成。工藝流程圖如下：

高壓供氫系統

高壓氫瓶

安全注意事項：

在系統正常運行狀態下，燃料電池系統和冷卻液供給系統的溫度可以達到80 °C左右，而空氣供給系統的溫度甚至可以高達150 °C，故在系統運行期間或開始運行后不久，必須避免觸碰系統相關組件及其暴露表面，以免燙傷。

因使用高壓氫氣作為其反應物，而高壓氣體在使用過程中也具有一定的危險性。在拆裝任何管路或接頭前，請確保管路中的高壓氣體已減壓至安全范圍內。另外氫氣是一種無色、無味、高度易燃的氣體，氫氣本身是無毒的，但它可以置換空氣中的氧而引起窒息。

燃料電池系統即使在停機之后，系統輸出的高壓電會存在一定時間。在這段時間內（至少5分鐘），燃料電池系統存在觸電的風險，不允許進行維修或其他相關操作。
來源：世界十佳變速器評選

原文始發于微信公眾號（氫能技術情報）：一圖帶你了解氫燃料汽車原理

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