氢燃料电池车需要永磁材料吗?

如题所述

氢燃料电池车没有必要永久磁材料。
氢燃料电池是将氢气和氧气的化学能直接转换成电能的发电装置。其基本原理是电解水的逆反应,把氢和氧分别供给阳极和阴极,氢通过阳极向外扩散和电解质发生反应后,放出电子通过外部的负载到达阴极。
无污染
燃料电池对环境无污染。它是通过电化学反应,而不是采用燃烧(汽、柴油)或储能(蓄电池)方式--最典型的传统后备电源方案。燃烧会释放像COx、NOx、SOx气体和粉尘等污染物。如上所述,燃料电池只会产生水和热。如果氢是通过可再生能源产生的(光伏电池板、风能发电等),整个循环就是彻底的不产生有害物质排放的过程。
无噪声
燃料电池运行安静,噪声大约只有55dB,相当于人们正常交谈的水平。这使得燃料电池适合于室内安装,或是在室外对噪声有限制的地方。
高效率
燃料电池的发电效率可以达到50%以上,这是由燃料电池的转换性质决定的,直接将化学能转换为电能,不需要经过热能和机械能(发电机)的中间变换。
区别
干电池、蓄电池是一种储能装置,是把电能贮存起来,需要时再释放出来;而氢燃料电池严格地说是一种发电装置,像发电厂一样,是把化学能直接转化为电能的电化学发电装置。另外,氢燃料电池的电极用特制多孔性材料制成,这是氢燃料电池的一项关键技术,它不仅要为气体和电解质提供较大的接触面,还要对电池的化学反应起催化作用。
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第1个回答  2020-11-12
氢燃料电池车没有里程焦虑,氢燃料电池车可以轻易做到综合工况下650公里的续航,大部分传统新能源车都在300公里以下。加大储氢罐,氢燃料电池车甚至可以超越汽油车。加氢只需要3分钟,和汽油车一样高效。同时可以应对宽温度范围。

氢燃料电池车比汽油车还要安全,作为液体,碳基燃料一旦泄露就会流动散布开来。当传统燃料燃烧时,会产生灰烬,同时辐射大量的热。然而氢却不是这样。氢燃烧时不产生热的灰烬,很少辐射热量。更重要的是,当氢气泄漏时,它不是流动开来,而是迅速挥发散布在大气中,所以它几乎没有时间来燃烧。

氢是地球上取之不尽用之不竭的能源,而且在驱动汽车时,排放的只有水气,没有二氧化碳,是真正的零排放。目前绝大多数电动车仍然需要从电网中获得电能,而中国的电能80%来自燃煤发电厂,燃煤发电厂的污染程度是相当高的。中国有全球最丰富的煤炭资源,这就注定我国的能源格局中,燃煤发电至少在50年内都是电能的主要来源。尽管这几年中国一花独秀地大力推进纯电动车的发展,但是也确信氢燃料电池车是节能减排的终极方案。

按照工信部2016年10月发布的氢燃料电池车发展规划,到2020年,燃料电池车将会达到5000辆,2025年达到5万辆,2030年达到100万辆。同期建设加氢站分别为100座,350座和1000座。

中国发展氢燃料电池车有个突出优势,这就是中国是世界上钢厂、炼化、煤气化厂分布密度最高的国家,所有大中城市周边均有钢厂、炼化或煤气化厂。炼钢和化工行业会产生大量的副产品氢气,这就是焦炉煤气。焦炉煤气提取的氢气成本大约为人民币每公斤30元,远低于汽油的价格。光是在上海钢铁和化工产业产生的氢气副产品,就足以可以支撑40万辆新能源车的行驶;对于山西的话,足以支撑500万辆氢燃料电池车。钢铁工业已经形成一套经过多年安全验证的氢气的储存与运输方式,可以低成本改造为加氢站。

对新能源车来说,电池、VCU、BSM、电机效率都缺乏提升空间,最有提升空间的当属电机驱动部分。而电机驱动部分最核心的元件IGBT则是最需要重视的,IGBT约占电机驱动系统成本的一半,而电机驱动系统占整车成本的15-20%,也就是说IGBT占整车成本的7-10%,是除电池之外成本第二高的元件,也决定了整车的能源效率。

不仅电机驱动要用IGBT,新能源的发电机和空调部分一般也需要IGBT。也正因为IGBT太重要,丰田在开发混合动力车时就认定IGBT管要完全控制在手中,丰田也是全球唯一能够自产IGBT管的汽车厂家(自产,而不是买别人的晶圆再做封装),普锐斯也因此获得强大的生命力,也是目前全球唯一的强混合动力车。

不仅是新能源车,直流充电桩和机车(高铁和地铁)的核心也是IGBT管,直流充电桩30%的原材料成本就是IGBT。电力机车一般需要 500 个 IGBT 模块,动车组需要超过 100 个 IGBT 模块,一节地铁需要 50-80 个 IGBT 模块。

特斯拉成本节约之处

特斯拉Model X使用132个IGBT管,由英飞凌提供,其中后电机为96个,前电机为36个,每个单管的价格大约4-5美元,合计大约650美元。如果改用模块的话,估计需要12-16个模块,成本大约1200-1600美元。特斯拉使用单管的原因主要是成本。

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第2个回答  2020-11-12
这是一辆非常神奇的汽车,其一是它基于广汽 GEP 2.0 平台开发的氢燃料电池汽车;其二是这辆车的氢燃料电池系统竟然是自主开发的;其三,这辆车加满氢气,一次可以跑超过 650km。

如果我没记错的话,国内搞出 " 氢燃料电池汽车 " 的,广汽应该不是第一家,上汽和红旗也有涉足,但是在普罗大众的印象里,都是一些杂七杂八骗融资的品牌在做氢燃料电池汽车,但是看回广汽这次发布的新产品,感觉像是那么一回事了。

毕竟在广州,一小部分巴士、重卡已经采用氢燃料电池作为动力,在路上 " 运转 " 很长时间了。而且,据不完全统计,广州地区已经有超过 5 个加氢站提供加氢服务,这绝对是一个好的开始。

说回广汽这款新车,在造型方面,其实就是基于 Aion LX 的设计稍微改动一下的产品,前脸设计方面官方说是借鉴了钢铁侠动力核心的设计元素,从整个前脸下方巨大的进气格栅设计来看,似乎有一丝丰田上一代凯美瑞的那个 " 鲇鱼 " 设计既视感。

Aion LX Fuel Cell 通过燃料电池系统和动力电池系统的组合,可输出超过 150kW 功率,永磁电机最大扭矩达 350N · m。它搭载的燃料电池系统额定功率超过 68kW,最高效率达 62.2%,加满氢气 NEDC 工况续航里程超过 650km。加满一次氢气只需要 3-5 分钟时间。

值得一提的是,Aion LX Fuel Cell 可以在零下 30 摄氏度的环境中一键冷启动,而且续航里程不会像电动车一样缩水,并且对外排放的只有水,没有任何其他的污染物。

可能很多小伙伴都不明白什么叫做氢燃料电池,我们在学校上化学课的时候,老师通过电解水的方法,就可以制得氢气和氧气,然后大家反过来思考一下,那氢气如果和氧气发生化学反应,是不是能够制造电和水。

氢燃料汽车就是把含氢物质和氧气在燃料电池中产生化学反应,生产出来的电负责推动汽车行驶,水就直接排出车外,当然你想喝也是没有问题的。

氢能汽车之所以让人振臂高呼,原因是它几乎没有任何污染,能够达到真正意义上的环保。国际上,以一衣带水的日本国为代表,在新能源汽车领域如鱼得水,其战略打法就是氢燃料电池汽车。

根据网上资料显示,丰田汽车在 2020 年,车型名称为 Mirai 的氢燃料电池汽车产量或达到 30000 台左右。而在日本国内,大约有 100 多个加氢的站点,日本政府也对这一类的汽车补贴力度较大。

权威媒体的数据称,到 2030 年日本国内氢能源产业市场规模将达 1 万亿日元,约合人民币 640 亿元,到 2050 年,这个数字将增加到 8 万亿日元,约合人民币 5120 亿元,这相当于目前日本年进口能源总量的 40%。

到了国内,现在明显走的不是这个路子,大量的纯电动汽车随着国家的新能源汽车战略计划而呱呱坠地,随之引发的问题就是大量的骗补贴企业开始生产大家眼中的 " 工业垃圾 "。

就算是正经造车的企业,前几年生产的电动汽车早已被时代淘汰,要么是续航里程太糟糕被嫌弃了,要么就是报废之后电池的污染问题不知如何解决,新能源汽车层出不穷的新闻导致了大家 " 闻电丧胆 "。

根据中国汽车工业协会整理的资料显示,从 2014 年开始,中国新能源汽车开始起步,2017 年,新能源汽车产量为 79.4 万辆,2018 年达到了 127 万辆,2019 年尾 124.2 万辆。截止到 2020 年上半年,全国新能源汽车保有量突破 400 万辆,这个数据已经是非常夸张的了。但是因为各种错综复杂的缘由,国内的新能源汽车仍然不受消费者的青睐。

实话说,大城市大部分人都是因为牌照受限被迫无奈选择了电动汽车,还有地方政府对出租车进行改革,大量的新能源汽车涌进了出租车、网约车市场。真正喜欢电动汽车的,少之又少。

那,为什么国内不大力推广氢燃料电池汽车呢?

其实原因非常复杂。一方面,氢气的储存和运输比较复杂,和汽油不同的是它需要高压储藏。而且国内目前对于氢气站的建设数量和计划都比较少,主要服务的也是小部分商用车为主。

另一方面,我在和同行媒体老师交流之时,了解到国内目前的制备氢气的技术仍然比较粗放,也就意味着制备氢气需要大量的电,而国内的电又大多数是火力发电厂生产的。

因此,短期来看,氢燃料电池汽车也算不上非常环保,中间的环节仍然是有大量污染存在的。但是,展望未来,用氢作为燃料的汽车一定是大放光彩的,前途也绝对的光明,对环境也足够的友好。这次广汽带来的新车让我对这个品牌有了更多的好感度。
第3个回答  2020-11-12
要用到永磁材料的。电机上控制器上。
第4个回答  2020-11-12
燃料电池对环境无污染。它是通过电化学反应,而不是采用燃烧(汽、柴油)或储能(蓄电池)方式--最典型的传统后备电源方案。燃烧会释放像COx、NOx、SOx气体和粉尘等污染物。如上所述,燃料电池只会产生水和热。如果氢是通过可再生能源产生的(光伏电池板、风能发电等),整个循环就是彻底的不产生有害物质排放的过程。
无噪声
燃料电池运行安静,噪声大约只有55dB,相当于人们正常交谈的水平。这使得燃料电池适合于室内安装,或是在室外对噪声有限制的地方。
高效率
燃料电池的发电效率可以达到50%以上,这是由燃料电池的转换性质决定的,直接将化学能转换为电能,不需要经过热能和机械能(发电机)的中间变换。
区别
干电池、蓄电池是一种储能装置,是把电能贮存起来,需要时再释放出来;而氢燃料电池严格地说是一种发电装置,像发电厂一样,是把化学能直接转化为电能的电化学发电装置。另外,氢燃料电池的电极用特制多孔性材料制成,这是氢燃料电池的一项关键技术,它不仅要为气体和电解质提供较大的接触面,还要对电池的化学反应起催化作用。
应用领域
航天领域
20世纪60年代,氢燃料电池就已经成功地应用于航天领域。往返于太空和地球之间的“阿波罗”飞船就
安装了这种体积小、容量大的装置。进入70年代以后,随着人们不断地掌握多种先进的制氢技术,很快,氢燃料电池就被运用于发电和汽车。
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