电动汽车工程手册 第三卷 燃料电池电动汽车设计

　　《电动汽车工程手册 第三卷 燃料电池电动汽车设计》分为燃料电池汽车概论、燃料电池电堆、燃料电池发动机、燃料电池汽车车载供氢、燃料电池汽车动力系统、燃料电池轿车、燃料电池商用车，共7章，全面介绍了从燃料电池关键材料、零部件、发动机系统、储氢系统、动力系统直至整车的相关技术。

　　章桐，德国柏林工业大学汽车研究所汽车工程专业工科博士，清华大学汽车工程系汽车专业学士。同济大学汽车学院责任教授、博士生导师，国家特聘专家，同济大学校学术委员会委员、汽车学院学术委员会主任，同济大学燃料电池汽车技术研究所所长。 主要科研方向为新能源汽车动力系统；现承担国家科技部，上海市新能源汽车重大专项、带领团队进行新能源汽车的研发，在燃料电池汽车、纯电动汽车和混合动力汽车等方面取得了重大的技术突破和技术积累，开发的新一代燃料电池动力系统技术平台，在2008年北京奥运会期间广泛应用并起到了很好示范应用。为2010年世博会期间研制的173套新能源汽车动力系统运营良好，获得了各方面的好评。

第1章 燃料电池汽车概论 1

1.1 术语 1

1.2 无碳排放与氢燃料 2

1.3 氢能源产业链    

1.4 燃料电池作为汽车动力源    

1.5 质子交换膜燃料电池基本原理    

1.6 国外燃料电池汽车发展史    

1.7 中国燃料电池汽车发展    

参考文献    

第2章　燃料电池堆技术    

2.1　术语    

2.1.1　膜电极部分    

2.1.2　燃料电池堆部分    

2.2　性能参考指标    

2.2.1 燃料电池膜电极的性能及指标要求    

2.2.2 燃料电池双极板的性能及指标要求    

2.2.3 燃料电池堆的性能及指标要求    

2.3　燃料电池电堆结构    

2.4　膜电极    

2.4.1　催化剂    

2.4.2　质子交换膜    

2.4.3　气体扩散层    

2.4.4　膜电极组件    

2.5　双极板    

2.5.1　双极板定义及功能    

2.5.2　双极板技术要求    

2.5.3　双极板分类    

2.5.4　双极板流场    

2.6　端板与集流体    

2.6.1 端板    

2.6.2　集流体    

2.7　电堆密封    

2.7.1　密封要求    

2.7.2 密封材料    

2.7.3　密封结构形式    

2.8　电堆组装    

2.8.1 组装技术要求    

2.8.2　组装尺寸确定    

2.8.3　封装形式    

2.8.5　电堆合格检测条件    

2.9　典型的商业化燃料电池堆    

2.9.1 典型的石墨板和复合板电堆    

2.9.2 典型的金属双极板电堆    

参考文献    

第3章　燃料电池发动机技术    

3.1　燃料电池发动机基本概念    

3.1.1　术语及概念    

3.1.2　燃料电池系统原理介绍    

3.1.3　子系统构成及作用    

3.2　空气供应子系统    

3.2.1　空气供应子系统简介    

3.2.2　燃料电池专用空压机    

3.2.3　加湿器    

3.2.4　中冷器    

3.2.5　调节阀    

3.3　氢气供应子系统    

3.3.1　氢气供应子系统简介    

3.3.2　氢气循环原理    

3.3.3　氢气压力调节及流量控制装置    

3.3.4　燃料电池氢气循环技术进展    

3.4　水热管理子系统    

3.4.1　水热管理子系统简介    

3.4.2　燃料电池堆热平衡    

3.4.3　燃料电池堆水平衡    

3.4.4　冷却水泵    

3.4.5　散热器组件    

3.4.6　节温器    

3.4.7　冷却液    

3.5　控制子系统    

3.5.1 控制子系统简介    

3.5.2　单电池电压巡检    

3.5.3　燃料电池进气系统控制策略    

3.5.4　湿度调节    

3.5.5　燃料电池堆温度调节    

3.5.6　燃料电池堆故障检测与报警    

3.5.7　燃料电池阳极出口排气策略研究    

3.6　燃料电池发动机性能指标    

3.6.1　动力性    

3.6.2　经济性    

3.6.3 动态响应特性    

3.6.4　功率品质    

3.6.5　环境适应性    

3.6.6　可靠性    

3.6.7　耐久性    

3.6.8　安全性    

3.6.9　噪声及排放    

参考文献    

第4章　车载供氢系统    

4.1　术语    

4.2　概述    

4.2.1供氢系统形式    

4.2.2氢的特性    

4.3　车载高压供氢系统    

4.3.1　设计基本要求    

4.3.2　系统选用基本要求    

4.3.3　系统功能及组成    

4.3.4  系统安装要求    

4.3.5  零部件设计开发要素相关试验    

4.3.6  成本分析    

4.3.7  系统加注    

4.3.8  应用    

4.4　车载高压储氢瓶    

4.4.1　储氢气瓶国内外发展过程    

4.4.2　储氢瓶结构与类型    

4.4.3　储氢瓶设计    

4.4.4　储氢瓶制造工艺    

4.4.5　储氢瓶在燃料电池汽车中的应用    

4.5　车载金属吸附储氢系统    

4.5.1　金属氢化物储氢装置国内外发展过程    

4.5.2　金属氢化物储氢装置结构与类型    

4.5.3　车载金属氢化物储氢装置设计    

4.5.4　金属氢化物储氢装置在燃料电池机车中的应用    

4.6　车载有机溶质储氢系统    

4.6.1　有机液体储氢材料技术简介    

4.6.2　有机液体储氢技术原理介绍    

4.6.3　有机液体储氢技术研究及车载有机液体供氢系统应用进展    

4.7　车载液化氢储存系统    

4.8  车载重整制氢系统    

4.9 车载供氢系统氢安全    

4.9.1　氢的危险性    

4.9.2　氢安全设计    

参考文献    

第5章 燃料电池汽车动力系统    

5.1 术语    

5.1.1 燃料电池Fuel cell    

5.1.2 燃料电池电动汽车 Fuel cell electric vehicle；FCEV    

5.1.3 燃料电池动力系统 Fuel cell power system    

5.1.4 电控系统 Electronic control system    

5.1.5 动力蓄电池 Traction battery/propulsion battery    

5.1.6 DC/DC变换器 DC/DC converter    

5.1.7 能量管理策略 Energy management strategy    

5.1.8 电机 Motor    

5.1.9 传动系统 Transmission system    

5.2 燃料电池动力系统构型    

5.2.1 单一燃料电池构型    

5.2.2 燃料电池+动力蓄电池构型    

5.2.3 燃料电池+超级电容构型    

5.2.4 燃料电池+动力蓄电池+超级电容构型    

5.3 燃料电池动力系统关键部件介绍    

5.3.1 燃料电池    

5.3.2 蓄电池    

5.3.3 电机    

5.3.4 DC/DC变换器    

5.4 先进燃料电池动力系统介绍    

5.4.1 丰田    

5.4.2 本田    

5.4.3 现代    

5.4.4 奔驰    

5.5 燃料电池汽车动力系统性能表征    

5.5.1 动力性    

5.5.2 经济性    

5.5.3 耐久性    

5.5.4 可靠性    

5.5.5 环境适应性    

5.5.6 安全性    

5.6 动力系统关键部件参数匹配    

5.6.1 参数匹配流程    

5.6.2 驱动电机参数匹配    

5.6.3　蓄电池参数匹配    

5.6.4 燃料电池发动机参数匹配    

参考文献    

第6章　燃料电池轿车    

6.1　术语    

6.2　燃料电池轿车性能    

6.2.1　动力性    

6.2.2　经济性    

6.2.3　环境适应性    

6.2.4　耐久性    

6.2.5　可靠性    

6.3　动力总成参数匹配    

6.3.1　初始条件及工况选择    

6.3.2　关键总成选取    

6.3.3　电机参数的选择    

6.3.4　燃料电池系统参数的选择    

6.3.5　动力蓄电池组参数的选择    

6.4　燃料电池轿车结构布置    

6.4.1燃料电池轿车主要部件布置    

6.4.2　燃料电池轿车布置方式对整车影响    

6.5　燃料电池轿车电子电气    

6.5.1　整车高压电气架构    

6.5.2　整车CAN总线    

6.5.3　系统电气架构    

6.6　燃料电池轿车安全    

6.6.1　车载供氢系统的安全    

6.6.2　高压安全    

6.7　燃料电池轿车热管理    

6.7.1　燃料电池冷却系统    

6.7.2　电机冷却系统    

6.7.3　动力蓄电池冷却系统    

6.7.4　空调系统    

6.7.5　机舱气流分析    

6.8　燃料电池乘用车试验验证    

参考文献    

第7章　燃料电池商用车    

7.1　术语及概念    

7.2　燃料电池商用车性能    

7.2.1　燃料电池公交客车性能    

7.2.2　燃料电池公路客车性能    

7.2.3　燃料电池物流车性能    

7.3　燃料电池商用车动力总成参数匹配    

7.3.1　公交客车动力系统构型及匹配设计    

7.3.2　公路客车动力系统构型及匹配设计    

7.3.3　物流车动力系统构型及匹配设计    

7.4　燃料电池商用车结构布置    

7.4.1　公交客车总布置设计    

7.4.2　公路客车总布置设计    

7.4.3　物流车总布置设计    

7.5　燃料电池商用车电子电气    

7.5.1　公交客车电力电子    

7.5.2　公路客车电力电子    

7.5.3　物流车电力电子    

7.6　燃料电池商用车安全    

7.6.1　公交客车安全设计    

7.6.2　公路客车安全设计    

7.7　燃料电池商用车热管理    

7.7.1　公交客车综合热管理    

7.7.2　公路客车综合热管理    

7.7.3　物流车综合热管理    

7.8　燃料电池商用车试验验证    

参考文献