电动车辆相关技术问题系统详解

起步较晚的作为发电最有应用前景的SOFC已有几十千瓦的装置完成了数千小时的工作考核，相信随着研究的深入还会有新的燃料电池出现。

美、日等国已相继建立了一些磷酸燃料电池电厂、熔融碳酸盐燃料电池电厂、质子交换膜燃料电池电厂作为示范。日本已开发了数种燃料电池发电装置供公共电力部门使用，其中磷酸燃料电池（PAFC）已达到"电站"阶段。已建成兆瓦级燃料电池示范电站进行试验，已就其效率、可运行性和寿命进行了评估，期望应用于城市能源中心或热电联供系统。日本同时建造的小型燃料电池发电装置，已广泛应用于医院、饭店、宾馆等。

在车辆工程领域，目前比较普遍的方案是氢动力质子交换膜燃料电池（PEMFC）

在燃料电池发动机方面突破大功率氢燃料电池组制备的关键技术，轿车用净输出30KW、客车用净输出60KW和100KW的燃料电池发动机，已在同济大学和清华大学燃料电池发动机测试基地通过严格的测试并装车运行，燃料电池轿车已累计运行4000多km，燃料电池客车累计运行超过8000km。

由于氢气里没有腐蚀性的杂质，也没有碳阻塞燃烧室，燃料电池车很少需要维修。

此外，氢燃料车比汽油车安全。即使在失火的情况下也便于逃生。汽油车发生事故或遇火，油箱会爆炸，油产生的热和毒气都会致命。而氢燃料车在猛烈的撞击下，甚至储氢罐破裂都不会引起大火，在逃生时不会被大火烧伤。即使氢采用压缩储存，也仅易燃。若撞击后氢燃料外溢没有着火，它会蒸发到空气中，不产生污染。即使失火也不会爆炸，因为氢气只有与氧气或空气在密闭的空间里混合才会爆炸。

氢燃料电池车的尾气排放物是水，对环境的污染为零。

4.需要解决的问题

对于纯燃料电池车或基于氢能源的其他类型车，怎样合理控制制氢成本和建立社会网络化的储氢站是一个重要工程；在行驶的汽车里怎样保存氢燃料也是一个重要课题。

储氢技术基本上有三种，一是在超低温-253°将氢呈液态保存，二是用高压（约5000磅/平方英寸）压缩气态氢，提高能量密度，三是用金属氢化合物在普通常温下储存氢；具体来说，燃料电池电动车普及化道路上尚需攻克的课题主要有：

（1）氢气燃料的供给

如前所述，燃料电池电动车以燃料的氢气与空气的氧气反应，以其产生的电力推动马达而得以行驶。相较于传统电动车，燃料电池电动车的燃料电池可视为小型发电厂，且燃料电池电动车可以改善传统电池过重、电能容量及长时间充电的缺点，燃料电池发电可视为水电解的逆反应，发电过程中只有水份的排放，是清净的动力能源。而这些都依赖于氢能源的充足供给。

以国外的情形为例：日本经济产业省原来预估2010年底，燃料电池电动车可以达到5万台，2020年达到500万台的目标，目前看来似乎有些过热，各个车厂开始以较务实的态度对应这件事情。Toyota预定2003年燃料电池电动车商品化，且希望将价格訂在日币1000万元以下才具产品竞争力。但短期内，燃料电池价格不易降至数百万日元内。同期从事研发工作的Honda、Daimler Chrysler、Ford等车厂都认为燃料电池电动车发展的难题是─氢气燃料的供给。特别是氢气供应站与氢气燃料的环境整备 （infrastructure）。燃料电池电动车可以纯氢气为燃料，抑或以碳氢系燃料如甲醇、天然气、汽油等经由重组取得富氢气燃料，其热值等性质虽各有所长，以储存性与管理而言，甲醇与高品质的汽油经由重组似乎较具优势。

（2）燃料重组

燃料重组，最大的问题在于重组过程中造成的高温现象，甲醇重组时温度约300℃，汽油重组时的温度则高达800℃（碳与氢分子键结强，不易打断），已经在道路行驶测试（fleet test）的甲醇重组方式燃料电池电动车，因为高温而需要配置大型冷却风扇，产生令人不快的噪音问题，虽然静肃性 （如：马达运转等）仍较传统电动汽车优越，但燃料重组时大型冷却风扇噪音问题亦不得不重视。而且大型冷却风扇亦会造成能量消耗，燃料重组方式燃料电池电动车因兼顾能源效率与噪音问题，事实上、较Toyota 的Prius 的复合动力能源效率相异不大，看不出燃料电池电动车的显著优势。更何況燃料重组时并非百分之百的零污染，仍有一定量的CO2甚至NOx和SOx排出。以甲醇重组并完成日本道路行驶测试的Mazda认为“唯有以纯氢气作为燃料的燃料电池电动车才具有挑战性！”甲醇与汽油重组衍生的各种问题，特别是高温，是燃料电池电动车普及化的一大障碍。另外，高效率的重组器开发亦刻不容缓。

（3）纯氢气燃料储存方式

纯氢气燃料，似乎是燃料电池电动车未来可能普及化的燃料供应方式，然而氢气的储存却是另一问题点。目前即使是气密性最佳的燃料容器