燃料电池电动汽车动力系统匹配及仿真研究
武汉理１：人学硕七学位论文
交换膜燃料电池具有效率高、结构紧凑、重量轻、比功率大、无腐蚀性、不受二氧化碳影响的优点，有望成为取代目前汽车动力的最有竞争力的动力源【６ｌ。
２特性对比分析
燃料电池的优点：１）高效率；２）可靠性高；３）环境效益好；４）良好的操作性能。
五类燃料电池的燃料均为氢气，氧化剂为氧气，发生的反应主要是氢和氧结合生成水。其中ＭＣＦＣ和ＳＯＦＣ还有一定量的二氧化碳生成。ＡＦＣ是最成熟的燃料电池技术，其应用领域主要在空间技术方面。在欧洲，ＡＦＣ在陆地上的应用研究一直在进行。ｎ心Ｃ试验电厂已研制成功，但成本相对较高。普遍认为ＭＣＦＣ和ＳＯＦＣ最适合热电联供的发电，效率可达８０％左右。ＭＣＦＣ试验电厂的功率达到ＭＷ级，几十至几百ｋＷ工作电站接近商业化。ＳＯＦＣ的研究开发处于起步阶段，功率小于１００ｋＷ。ＰＥＭＦＣ的研究在９０年代开始成为关注的重点，特别是作为便携式电源和车辆上使用的动力电源的研究进展迅速。目前ＰＥＭＦＣ的主要缺点是成本略高。表２．１为其主要特征对比【７】。
表２．１五种燃料电池的主要特征比较
＼＼类型
简称项目＼
典型电解质碱性燃料电池ＡＦＣ磷酸燃料电池ＰＡＦＣ熔融碳酸盐燃料电池ＭＣＦＣ固体氧化物燃料电池ＳＯＦＣ质子交换膜燃料电池ＰＥＭＦＣ第五代第一代第二代第三代碳酸锂第四代氧化锆（Ｚｒ０２）陶瓷材料
同体
≈１０００苛性钾（ＫＯＨ）液体磷酸（Ｈ３Ｐ０４）液体（Ｌｉ２Ｃ０３），碳酸钾（Ｋ２Ｃ０３）液体６０￣６５０氟系列高分子固体工作温度℃
燃料
氧化剂６０￣１２０１７０～２１０＝８０氢气纯氧
高效率氢气空气效率较低氢气、天然气空气效率高
控制复杂
有腐蚀
０．２
３０－４０氢气空气效率高运行温度太高有腐蚀Ｏ．３１５～２０氢气空气或纯氧比功率高特征对Ｃ０２敏感有腐蚀比功率（Ｗ／ｃｍ３）
（Ｗ／ｋｇ）０．５３５—１０５有腐蚀运行灵活无腐蚀１－２３４０～１５；００Ｏ．１ １２肌１８０
４０～５０效率（％）
起动时间６０－７０＞６０＞６０＞６０几分钟２４ｈ＞１０ｈ＞１０ｈ几分钟
（室温起动）
主要领域航天、军事大客车、中小电
厂、固定式用途大型电厂大型电厂、热航天、军事、汽
站，固定式用途车、同定式用途