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1700050649 英语中把燃料电池称为Fuel Cell。Fuel是指燃料,在燃料电池汽车中是用氢作为燃料的,而Cell有电池的意思,因此Fuel Cell直译过来就是燃料电池。但我还要再强调一遍的是,燃料电池虽然叫做电池,但归根结底都是以氢为燃料进行发电的装置。
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1700050651 Cell(电池)的原义是小屋,我们把由一组正极(+)、负极(-)以及电解质组成的发电装置的最小单位称为单体电池。就像在第2章中讲到的那样,用于启动发动机的铅酸蓄电池也是由单体电池组成的。1组单体电池能够产生2伏特的电,6组单体电池就能产生12伏特的电。因此,汽车中的音响等电器都是由12伏特的电启动的。日本的家电产品通常是由100伏特的电启动的,与此相比,启动汽车中的机器所用的电压就很小了。
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1700050653 同样,燃料电池的最小单位也是单体。在一组正极(+)和负极(-)中,正极装入氧,负极装入氢。利用涂在电极表面的白金催化剂,氢分解为电子(-)和氢离子(带+电的氢原子)。随后,氢离子移动到正极与氧结合,变成水时电子会通过线路流至正极,从而产生电(图9.1)。
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1700050658 图9.1 燃料电池的结构※展示了单体电池的内部结构。正极中装入氧,负极中装入氢,利用白金催化剂将氢分解为电子和离子。当离子移动到正极生成水时,电子就流经线路形成电。
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1700050660 每个单体燃料电池大约能产生1伏电,几百个单体聚集起来就能产生几百伏电,从而驱动燃料电池汽车。几百组单体燃料电池堆积起来就形成了燃料电池堆。
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1700050662 持续地向燃料电池中输送作为燃料的氢,电池就能持续发电。由于空气中没有氢,因此需要将其储存在车载燃料箱里运送。而送入正极的氧就存在于空气中,因此可以直接利用,而无需特意将其作为燃料储存在燃料箱中运送。
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1700050664 汽车是怎样跑起来的 [:1700046646]
1700050665 9.1.3 仅残留水的燃料电池汽车是终极环保车
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1700050667 燃料电池汽车是依靠燃料电池产生的电而行驶的电动汽车,因此其正式名称为燃料电池电动汽车(Fuel Cell Electric Vehicle),也就是说FCEV才是正确的叫法。但由于这个名字太长,所以我们一般称之为燃料电池汽车或者FCV。
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1700050669 当驾驶员踩下加速踏板时,氢就会从氢储存箱中流入燃料电池。在汽油动力车中,踩下加速踏板的程度能够调整流入发动机的空气量。同样,在燃料电池汽车中,也能调整氢流入燃料电池这一发电装置中的量。燃料电池根据氢的量产生电,将电流通入电动机,从而带动电动机转动。燃料电池汽车正是依靠电动机转动产生的力前进和加速的。
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1700050671 燃料电池汽车之所以被称为“终极环保车”,就是因为它是利用氢和氧来发电的。氢和氧发生化学反应产生电之后,氢和水的结合生成的是水,而不会像发动机燃烧汽油和轻油之后会排出有害物质,非常利于保护环境。
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1700050673 并且,除了水之外,氢还存在于石油(包括汽油、煤油、丙烷气等)、天然气以及乙醇类(被称为生物燃料的物质等)物质中。因此,氢可以从各种原料中获得,可谓“取之不尽”。
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1700050675 而作为地下资源的石油和天然气是有限的。根据其蕴藏量进行推算,有预测称还可开采40~60年,因此节能迫在眉睫。并且这些燃料燃烧时还会产生二氧化碳(CO2),加剧全球变暖的趋势。
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1700050677 使用氢的燃料电池在发电后只排出水,因此给环境造成的负担是非常小的。这样看来,在今后的50~100年内,无论是在不使用地下资源方面,还是在改善地球环境方面,燃料电池汽车都可以成为终极环保车。
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1700050683 汽车是怎样跑起来的 9.2 混合动力汽车有很多种
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1700050685 汽车是怎样跑起来的 [:1700046648]
1700050686 9.2.1 同时使用发动机和电动机
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1700050688 电动汽车(EV)和燃料动力汽车(FCV)的未来很光明,但目前仍未广泛普及到取代汽油动力车的程度。
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1700050690 电动汽车(EV)有一个亟待解决的问题,即充一次电无法行驶过长的距离。而燃料动力汽车(FCV)的难点在于,价格高,但能够供给作为燃料的氢的加氢站还不够完备。
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1700050692 因此,混合动力汽车普及开来了。它不仅使用了电动机,还解决了电动汽车和混合动力汽车无法解决的难题。由于是同时使用发动机和电动机,因此就用了表示混合、混种等意思的单词——Hybrid。
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1700050694 汽车从静止到发动时需要的能量最大,无论是汽油动力车、电动汽车(EV)还是燃料动力汽车(FCV)都是如此。使重达1吨的重物开始运动,是需要很大能量的。
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1700050696 在需要如此之大的能量时,电动机发挥的作用最大。就像我在第8章中讲到的一样,如果电动机的电功率足够大,那么它随时都能产生很大的扭矩。如果不大幅加快发动机的转速,发动机就无法产生很大的力。因此,为了能利用齿轮将很小的力增大,就需要使用用于发动汽车的、齿轮比较大的变速器。
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1700050698 混合动力汽车同时拥有发动机和电动机,发动时使用能产生很大力量的电动机,发动后再使用发动机。这是因为当汽车加速至发动机处于能产生最大扭矩的转速时,发动机就能以效率高、油耗低的状态驱动汽车继续行驶了。
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