• 效率高 燃料电池的化学反应将化学能直接转化为电能，燃料电池不是热
机，因此不受卡诺循环的限制，效率很高。理论上能量效率可接近 100％，目前热、电总效率已达80%。 • 排气清洁，对环境污染少
燃料电池没有燃烧过程，用化学方式直接转换化学能，称为“冷 燃烧”，所以氢/氧燃料电池的产物只有水，没有其他废气排出，属 于零排放或接近零排放。
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燃料电池汽车在国内的发展
• 研制的“超越”系列、“上海牌”、“帕萨特”、“奔 腾”、“志翔”等燃料电池汽车经受住了大规模、高温、 大强度示范考核，成功服务于2008北京奥运会和2010年 上海世博会。
• 在燃料电池关键基础技术研究方面，开发出高活性、抗聚 集的电催化剂，以及高比表面积、抗氧化的担体，开发出 了与国际商品化水平相当的增强型符合自增湿质子交换膜， 研制出高导电性/高稳定性碳纸，初步解决了双极板的抗
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通用Sequel燃料电池车
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本田燃料电池车FCX
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三菱燃料电池车“MITSUBISHI FCV”
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日产奇骏燃料电池车
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燃料电池车工作原理
• 燃料电池车的动力系统与混和动力车大体相似 ，主要由控制系统、驱动系统、辅助动力系统和 电池组等部分构成，其中辅助动力为燃料电池。
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（1）能源问题
十几二十年之后，我国汽车的普及率完全可能接 近发达国家的水平。如果按欧洲的一半，即每千 人300辆计算，总保有量就是4.5亿辆。
按每辆汽车年消耗燃油1吨计（目前欧洲的水平 1.5吨，日本1吨，中国2.2吨），4.5亿辆车需要 4.5吨燃油。
有关专家预测，2020年国内的石油年产量可达到 1.8亿吨，如进口 2.7亿吨，共计4.5亿吨。如其中 2/3给汽车用，炼成燃油约2亿吨。汽车燃油存在2 亿吨以上巨大缺口。
以及环境适应性有较大提高 ✓ 我国已成为世界上少数几个掌握车用百千瓦级
燃料电池发动机研发、制造以及测试技术的国 家之一
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燃料电池
• 燃料电池是一种将储存在燃料和氧化剂 中的化学能通过电极反应直接转化为电能 的发电装置。它平时将燃料（如氢气、甲 醇等）和氧化剂（如氧气）分别作为电池 两极的活性物质保存在电池的本体之外， 当使用时连续通入电池体内，使电池发电。 燃料电池本体由质子交换膜，膜电极， 集流板三部分组成。
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燃料电池汽车在国内的发展
上海神力科技
• 截至2010年12月31日，上海神力科技有限公司 已申请国内外燃料电池技术相关专利347项，其 中发明专利 176项；累计获得专利授权304项，其 中发明专利126项，包括美国专利4项。
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燃料电池汽车在国内的发展
上海神力科技
• 产品名称：【轿车用燃料电池动力系统】
• 在车辆行驶之初，蓄电池处于电量饱满状态
，其能量输出可以满足车辆要求，燃料电池动力 系统不需要工作； 电池电量低于60％时，燃料电池动力系统起动：
当车辆能量需求较大时，燃料电池动力系统 与蓄电池组同时为驱动系统提供能量；
当车辆能量需求较小时，燃料电池动力系统 为驱动系统提供能量的同时，还给蓄电池组进行 充电。
在运行过程中没有噪音，振动很小。
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燃料电池分类
• 目前有上车历史的燃料电池主要为以下三 种：
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燃料电池汽车在国内的发展
客 车 用 燃 料 电 池 动 力 系 统
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电动汽车关键零部件之一 — 燃料电池
• 燃料电池可靠性、寿命等方面取得较大进展， 经受住奥运示范等一系列国际示范应用活动的 考验
✓ 低压燃料电池电堆动态寿命提升 ✓ 燃料电池发动机输出功率大幅提升 ✓ 整机运行的可靠性、耐久性和低温启动性能，
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• 过载能力强 燃料电池的短时过载能力可达200％的额定功率或更
大，而内燃机没有这样强的过载能力，燃料电池的这个特 点特别适合汽车的短时加速的特性。
• 构造简单，维护保养方便，容易实现模块化 燃料电池容易通过模块化组合，串联、并联，提高输
出功率。
• 噪声小、振动少，对机械加工要求不高 燃料电池属于静态能量转换装置，无运动部件，因此
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• 1.发展燃料电池汽车的必要性 • 2.燃料汽车工作原理与优点 • 3.燃料电池汽车在国内外的发展 • 4.简介车用燃料电池简介.
30000
25000
20000
货车
15000
客车
轿车
10000
5000
0 2010年 2015年 2020年 2025年 2030年
我国未来汽车保有量预测（单位：万辆）
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汽车工业发展也面临二氧化碳排放的巨大压力
世界石油平均价格（FOB）
欧美日汽车二氧化碳排放限值
•2009年9月胡锦涛 主席在联合国气候 变化峰会上承诺， 中国5年减排15亿吨 CO2。
•发达国家汽车行业 CO2排放量约占总排 放量25%左右。
•我国在售轿车百公 里油耗平均8.06升 ，相当汽车每公里 二氧化碳排放量为 161.2g。
料电池动力系统的30辆轿车作为VIP接送车提供全程服务。
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燃料电池汽车在国内的发展
上海神力科技
【轿车用燃料电池动力系统】
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燃料电池汽车在国内的发展
上海神力科技
• 产品名称：【客车用燃料电池动力系统】
• 产品介绍： 燃料电池城市客车为零排放、低噪音的新 一代城市公交最理想的交通工具，代表城市公交的发展方 向。燃料电池城市客车发动机构造和工作原理与传统内燃 发动机相比发生了革命性的变化，采用燃料电池加氢瓶 的结构完全替换传统汽车中内燃机加油箱的动力系统；发 动机的能量转换效率高，汽油车效率从油箱到车轮为 16%，而氢燃料电池车为50%以上，效率提高近四倍。
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燃料电池汽车在国内的发展
上海神力科技
• 上海神力科技有限公司成立于1998年6月，是国 家科技部重点培育、 上海市各级政府重点支持的 民营新能 源高科技企业。 神力科技是以氢质子交 换膜燃料电池技术、全钒液流储能电 池技术研发 和产业化为发展目标，是目前中国燃料电池技术 研发 和产业化的领先者。
• 美国政府对燃料电池汽车支持在布什任职期间达到顶峰；在奥巴马政 府期间，美国能源部宣布从美国振兴计划（American Recovery and Reinvestment Act Funding）中拨款4190万美元支持燃料电池特种车 的研发和示范，另在2011年美国财政预算中安排5000万美元用于燃 料电池和氢能技术研发。
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燃料电池汽车在国外的发展
日本
• 去年6月12日，日本自民党“资源能源战略调查会”提交议案《实现氢 社会政策建言》，提出了具体的氢燃料电池车普及目标和政策支持措 施。
• 同年6月19日，以上述提案为基础，日本经济产业省制定了从目前到 2040年的氢能源普及路线图
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燃料电池汽车在国外的发展
欧盟
• 继在第六框架计划中拿出大量资金用于燃料电池汽车和氢能的研究之 后，2009年，欧盟批准燃料电池和氢能技术项目行动计划，计划从欧 盟第七框架计划中拿出4.7亿欧元，持续资助燃料电池汽车及基础设 施技术研发。
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氢气燃料电池示意图
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• 阳极的催化剂将氢分子电离，生成氢离子( )，氢 离子透过质子交换膜到达阴极，与氧分子结合，生 成水；同时，阳极反应生成的电子，通过外部负载 形成电流，到达阴极。 其反应机理可以用方程式来表示： 阳极： 阴极： 电池总反应：
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燃置，与车用内燃机相比较,主要具有以下 优点:
• 产品介绍：装载神力科技燃料电池动力系统的燃料电池 轿车在2008北京奥运会期间作为VIP接送车提供服务。 2009年1月到6月，结束奥运会示范运行的16辆燃料电池 帕萨特领驭轿车(其中14辆装载神力科技的燃料电池动力 系统) 在美国加州进行为期6个月的示范运行，累计行驶里 程37008km。
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2010上海世博会6个月运行期间，装载神力科技燃
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（2）大气污染问题
• 我国城市环境污染治理仍然严峻。２０ ０６年全国监测的５５９个城市中，空 气质量达到三级标准的城市占２８．５ ％、劣于三级标准的城市占９．１％。 全国共有39个城市的空气质量低于三级。 有数据表明，机动车排放越来越成为城 市的主要大气污染源。
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燃料电池电动汽车历史
• 利用氢和氧在燃料电池中的反应发电的想法在160多年前 就有了，直到现在人们还在千方百计实现它。1839年英 国人威廉，罗伯特，格鲁夫爵士就已发现氢和氧的逆电解 反应，这就是燃料电池的基本原理。物理学家认为燃料电 池的发明可与德国人尼古拉斯.奥古斯特.奥托发明的四冲 程发动机相媲美。 燃料电池拥有其他动力系统没有的独特优点：产生电 能的过程不生产任何污染物，而且氢作为一种能源，尽管 是以水这样的化合物存在，但是取之不尽。这对于节约矿 物资源并减少二氧化碳排放十分重要。 将燃料电池作为辅助动力系统用于电动汽车，这就 是燃料电池电动汽车。
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燃料电池汽车在国外的发展
德国
• 德国政府也高度重视燃料电池汽车及氢能研发，该国交通部、环境署、 经济部等部门联合启动燃料电池及氢能国家创新计划，拟与企业联合 出资14亿欧元，用于燃料电池汽车、氢能等关键技术研发，以确定德 国在燃料电池汽车领域的国际领先地位和竞争力。
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燃料电池汽车在国外的发展
美国
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燃料电池汽车在国外的发展
• 此外，加拿大、韩国、澳大利亚、巴西、法国 和英国等国家政府均积极支持燃料电池汽车和 氢能研发。
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燃料电池汽车在国内的发展
• 在国家“十五”“863”计划电动汽车关键技术重大科技专 项和“十一五”节能与新能源汽车重大项目支持下，我国 燃料电池汽车技术研发取得重要进展，基本掌握了整车、 动力系统与关键零部件的核心技术;建立了具有自主知识 产权的燃料电池汽车动力系统技术平台;形成了燃料电池 发动机、动力电池、DC/DC变换器、驱动电机、储氢与供 氢系统等关键零部件配套研发体系，具有百量级燃料电池 汽车动力系统平台与整车生产能力。