新能源汽车发展———氢动力时代.pdf

课程名称：__汽车原理_________

课程编号：_____07600121x_________

学生姓名：_____王__________

学号：______A071________

年级：_____工业工程1202______

成绩：__________________

教师签字：__________________

新能源汽车发展————氢动力时代

摘要：

氢能汽车是以氢为主要能量作为移动的汽车，用氢作燃料干净卫生，不污染

环境，且发热量高。氢能源有诸多其他燃料无法比拟的优点，但也有许多至今还

无法克服的技术瓶颈导致其未能大范围推广和应用。在全球都开始重视氢能源研

究的大环境下，中国要抓住机遇，迎接挑战，才能在在能源紧缺、交通能源动力

系统面临转型的重要时刻，在国际竞争中立于不败之地。

关键词：氢能源；燃料电池；技术特点；环保；发展方向
随着中国经济的快速发展与人民生活水平的逐步提升，汽车进入中国普通百
姓家庭已是不可改变的事实与趋势，中国人也一样要享受快速便捷的现代汽车文
明，而且，汽车及相关产业的发展将成为中国的重要经济支柱之一。到2020年，
预计15％的全球人口拥有汽车，那将会有11亿辆汽车上路，排起来足够绕地球
125圈，能源、环保、全球变暖的压力都将不堪重负。寻找环保新能源，成了全
球汽车业“生存还是毁灭”的当务之急。“三步走”，是近年全球汽车业对于传
统的电动车研发走进死胡同之后，在汽车能源革命方面逐步统一的共识——近
期：推广柴油、天然气、乙醇等清洁能源；中期：油电混合动力；远期：氢动力。
氢在地球上不但有巨大蕴藏量，可以通过阳光、水能、风力、植物提取，而且作
为汽车的新能源，排放污染几乎为零。因此氢动力将替代汽油成为未来汽车的主
要能源。

一、氢能源汽车的技术特点

氢气燃料汽车，即以氢气为能源的汽车，氢气发动机属点燃式发动机，可
以有汽油机或柴油机改制。通常的氢气使用方法有压缩氢气汽车、液化氢气汽车
和吸附氢气汽车三种。氢能汽车是以氢为主要能量作为移动的汽车。一般的内燃
机，通常注入柴油或汽油，氢汽车则改为使用气体氢。燃料电池和电动机会取代
一般的引擎，即氢燃料电池
氢能源动力汽车的原理是把氢输入燃料电池中，氢原子的电子被质子交换膜
阻隔，通过外电路从负极传导到正极，成为电能驱动电动机；质子却可以通过质
子交换膜与氧化合为纯净的水雾排出。这样有效减少了其他燃油的汽车造成的空
气污染问题，高速车辆、巴士、潜水艇和火箭已经在不同形式使用氢。另一方面
能源从来都是个问题，近年来，国际上以氢为燃料的“燃料电池发动机”技术取
得重大突破，而“燃料电池汽车”已成为推动“氢经济”的发动机。
在1965年，外国的科学家们就已设计出了能在马路上行驶的氢能汽车。我
国也在1980年成功地造出了第一辆氢能汽车，可乘坐12人，贮存氢材料90公
斤。

二、氢能源的优点

氢在常温常压下是无色、无味、无毒的气体。氢可以燃烧，产生热量。氢
气的来源主要是从水中通过裂解制取。虽然氢气本身的天然储量不大，但作为氢
的来源水资源却十分丰富，而且氢燃烧后生成物质还是水，能形成资源的快速循
环。
氢能源的优点有1、干净卫生，氢气燃烧后的产物是水，不会污染环境，2、
其次是氢气在燃烧时比汽油的发热量高。3、氢能汽车行车路远，使用的寿命
长。4、氢气可以从电解水、煤的气化中大量制取，而且不需要对汽车发动机进
行大的改装。正是由于以上几个相对于石油燃料比较显著的优点，因此氢能汽
车在现代汽车产业中具有广阔的应用前景。
三、氢能源汽车的主要研究方向

氢气燃料汽车，目前主要应用的技术途径有两个：一是内燃机汽车改用氢气
燃料；二是氢气燃料电池电动车，这依赖于燃料电池技术的发展。
（一）内燃机用氢气燃料
氢气发动机属点燃式发动机，可以由汽油机改制，也可以有柴油机改制。由
汽油机改制要考虑喷氢器的安装，由柴油机改制则要考虑加装点火系统等问题。
常用的氢气使用方法有压缩清漆汽车、液化氢气汽车和吸附氢气汽车三种。
压缩氢汽车：压缩氢汽车是指以高压气态携带氢的氢燃料汽车，氢气一
20-25MPa的压力储存于高压容器中。工作时经降压、计量和混合后进入汽缸，
也可以直接喷入汽缸。由于燃料箱尺寸的问题，难以运用于汽车上。
液化氢汽车：液化氢汽车是指以液态携带氢的氢燃料汽车，工作时液态氢经
升温、降压和计量，然后直接喷入汽缸，或在机外混合后进入汽缸。一般是直接
喷入汽缸。但由于氢气要在非常低温条件下（-253摄氏度）才可液化成液化氢。
因此液态容器必须耐超低温，材料要求很高，管道及阀门要求有极高的绝热能力
及耐低温能力，而且各街头处还必须非常密封。因此也有一定的难度。