譯者序

前言

第1 章 通向綠色無碳車輛的可行之路 1

1.1 出行需求與初級能源 2

1.2 內燃機及其對空氣質量的影響 9

1.3 氣候變化和無碳燃料機遇 15

1.4 參考文獻 24

第2 章 未來能源載體———氫氣27

2.1 氫氣制取27

2.1.1 熱過程29

2.1.2 電解過程39

2.1.3 光解過程43

2.2 氫氣配送 43

2.3 氫氣存儲46

2.3.1 高壓縮氣體儲氫47

2.3.2 液態低溫儲氫48

2.3.3 固體材料儲氫 49

2.4 參考文獻52

第3 章 燃料電池在汽車上的應用59

3.1 電化學的基本概念59

3.2 質子交換膜燃料電池63

3.2.1 膜電極組件的電解質膜66

3.2.2 膜電極組件的電催化劑 70

3.2.3 膜電極組件的氣體擴散層70

3.2.4 雙極板71

3.3 質子交換膜燃料電池對操作條件的敏感性73

3.3.1 極化特性曲線73

3.3.2 操作參數對極化曲線的影響 78

3.4 質子交換膜燃料電池的耐久性80

3.5 參考文獻82

第4 章 氫燃料電池系統設計86

4.1 氫燃料電池系統概述87

4.2 氫氣供應子系統88

4.3 空氣供應子系統90

4.4 熱管理子系統 95

4.5 水/增濕管理子系統97

4.6 燃料電池系統集成: 效率、 動力和成本101

4.6.1 燃料電池系統效率103

4.6.2 燃料電池系統動力性104

4.6.3 燃料電池系統成本105

4.7 參考文獻107

第5 章 混合動力電動汽車110

5.1 電動汽車概述110

5.2 道路車輛的電驅動112

5.2.1 直流電機112

5.2.2 交流電機115

5.2.3 控制與功率模塊116

5.3 電化學蓄電池 118

5.3.1 電池的主要工作參數 119

5.3.2 不同類型電池的主要特性122

5.4 能量存儲系統 128

5.4.1 飛輪128

5.4.2 超級電容器 129

5.5 混合驅動系統130

5.5.1 油電混合動力汽車131

5.5.2 太陽能汽車133

5.5.3 飛輪和超級電容器汽車133

5.5.4 燃料電池電動汽車134

5.6 參考文獻 136

第6 章 案例研究 A: 輕型摩托車燃料電池動力系統 138

6.1 3.5kW 燃料電池動力系統138

6.2 系統效率計算142

6.3 燃料電池系統分析: 穩態下的能量損失143

6.4 燃料電池系統的動態性能146

6.5 循環工況下的動力系統性能154

6.5.1 循環工況下燃料電池動態特性155

6.5.2 循環工況下動力系統性能分析158

6.6 參考文獻166

第7 章 案例研究 B: 乘用車燃料電池動力系統167

7.1 30kW 級燃料電池汽車動力系統 167

7.2 燃料電池系統特征描述: 運行參數影響 171

7.3 燃料電池系統動態性能177

7.3.1 負載變化條件下燃料電池系統的性能 178

7.3.2 預熱階段燃料電池系統的行為185

7.4 不同空氣管理策略的影響189

7.5 R40 循環工況下的燃料電池動力系統測試200

7.6 參考文獻204