簡單地說，燃料電池(Fuel Cell)是一種將存在于燃料與氧化劑中的化學能直接轉化為電能的發(fā)電裝置。燃料和空氣分別送進被燃料電池，經(jīng)過化學反應，電就被奇妙地生產出來。它從外表上看有正負極和電解質等，像一個蓄電池，但實質上它不能"儲電"而是一個"發(fā)電廠"，因此叫燃料電池。既然有了電，那只要再加上電動機，不就可以驅動汽車了嗎?沒錯，燃料電池產生的電能，儲存在鋰離子動力蓄電池組內，以備作為車輛動力來源的驅動電機使用。這就是燃料電池的基本工作原理，當然這其中還有很多其他裝備，比如能量回收裝置、氫回收裝置等。

　　氫燃料電池車技術

　　氫燃料電池車技術，是目前新能源車技術的較高級流派，這一技術流派的特點是通過電氣化學反應，將氫和氧化合成水，從而直接將化學能轉化為電能，電池組通過像這樣大量串聯(lián)的燃料電池，就可以產生足夠的電能來驅動汽車。奔馳F800 Style、奧迪Q5HFC和雪佛蘭Equinox等都是包含了這項技術的新能源車。

　　這類氫燃料電池車通常設置四個座位，空間寬大舒適，并且擁有和傳統(tǒng)汽車相比毫不遜色的高安全性能。與此同時，它的氫燃料存貯裝置也十分先進，該裝置由三個700巴(1巴=0.987個標準大氣壓)的高壓儲氫罐組成，罐體采用碳纖維復合材料，最大氫燃料存儲量為4.2千克，這些燃料足以支持最長320公里的行駛里程。

　　氫燃料電池車的設計使用壽命為2年或8萬公里，通過在熱絕緣以及運行方案等方面進行的一系列改進，新型氫燃料電池車可以在低于零度的氣候條件下正常啟動及運行，這也是它相比前一代車型的顯著進步之一，而在技術上做到這一點對于燃料電池車的推廣使用至關重要。

　　燃料電池車輛是無污染汽車，燃料電池的能量轉換效率比內燃機要高2~3倍，因此從能源的利用和環(huán)境保護方面，燃料電池汽車是一種理想的車輛。

　　燃料電池汽車的氫燃料能通過幾種途徑得到。有些車輛直接攜帶著純氫燃料，另外一些車輛有可能裝有燃料重整器，能將烴類燃料轉化為富氫氣體。

　　單個的燃料電池必須結合成燃料電池組，以便獲得必需的動力，滿足車輛使用的要求。

　　雪佛蘭Sequel的動力燃料是電池動力模塊和鋰離子高性能蓄電池組共同供給，其中前者功率達到73KW，后者的115KW，總功率達到193KW，相當于普通的4.50升的汽油發(fā)動機。僅鋰離子高性能蓄電池組提供的扭矩高達1740牛•米，幾乎比任何一款量產車型的扭矩都要大，從靜止加速到100公里/小時只需10秒。

　　標致這輛出租車上配備有燃料電池。燃料電池采用串連方式，除燃料電池外還備有鎳氫充電電池。最高時速為95km/h，使用該電池可以行駛200km～300km。

　　HFC三個字母代表的是Hybrid Fuel Cell，即復合式燃料電池。兩個高壓汽缸在700巴的壓力下可以儲存3.2千克氫氣。低溫氫燃料電池的功率可達98千瓦(133馬力)。用于幫助燃料混合的鋰離子電池容量為1.3 千瓦時。靠近車輪的兩個電動機最高功率可達90千瓦(122馬力)，最大扭矩可達420牛?米。奧迪Q5 HFC可在13.4秒之內加速到100公里/小時，最高速度可達160公里/小時。氫氣的利用非常節(jié)約和高效，燃料電池的能量轉換效率可以達到50%以上。

　　長安志翔燃料電池車是在原有志翔車型平臺上經(jīng)過改造動力系統(tǒng)而成，它采用了與氫燃料發(fā)動機相似的技術。最大的特點是沒有發(fā)動機，并通過電機來驅動汽車。不過，由于氫燃料電池汽車技術非常復雜，也因為氫氣制備、運輸、加氣基礎設施不完善，短期內很難產業(yè)化。

　　奇瑞這款燃料電池轎車產品型號為SQR7000，是以奇瑞東方之子車型為基礎平臺，動力系統(tǒng)架構采用氫燃料電池系統(tǒng)和大容量動力蓄電池，既能以純燃料電池電動模式行駛，又能以燃料電池-鋰蓄電池混合模式行駛，是目前國內相當成熟和先進的燃料轎車整車技術方案。

　　奔騰氫燃料電池車是一汽奔騰基于奔騰B70轎車平臺，應用燃料電池動力系統(tǒng)研制開發(fā)的新型高科技環(huán)保型燃料電池轎車。作為國家"863計劃""節(jié)能與新能源汽車"的重大研發(fā)項目，該車型不僅在安全性、可靠性、舒適性等方面均達到國際環(huán)保車型水準，是一汽奔騰埋首品質，"進取不止"的一款力作。

　　自從上世紀70年代以 來，日美等國加緊研究各種燃料電池，現(xiàn)已進入商業(yè)性開發(fā)，日本已建立萬千瓦級燃料電池發(fā)電站，美國有30多家廠商在開發(fā)燃料電池。德、英、法、荷、丹、意 和奧地利等國也有20多家公司投入了燃料電池的研究，這種新型的發(fā)電方式已引起世界的關注。

　　與傳統(tǒng)汽車相比，燃料電池汽車具有以下優(yōu)點：

　　1、零排放或近似零排放。

　　2、減少了機油泄露帶來的水污染。

　　3、降低了溫室氣體的排放。

　　4、提高了燃油經(jīng)濟性。

　　5、提高了發(fā)動機燃燒效率。

　　6、運行平穩(wěn)、無噪聲。

　　燃料電池的種類

　　燃料電池的簡單原理是將燃料的化學能直接轉換為電能，不需要進行燃燒，能源轉換效率可達60%—80%，而且污染少，噪聲小，裝置可大可小，非 常靈活。最早，這種發(fā)電裝置很小，造價很高，主要用于宇航作電源。現(xiàn)在已大幅度降價，逐步轉向地面應用。目前，燃料電池的種類很多，主要有以下幾種：

　　磷酸鹽型燃料電池

　　磷酸鹽型燃料電池是最早的一類燃料電池，工藝流程基本成熟，美國和日本已分別建成4500千瓦及11000千瓦的商用電站。這種燃料電池的操作 溫度為200℃，最大電流密度可達到150毫安/平方厘米，發(fā)電效率約45%，燃料以氫、甲醇等為主，氧化劑用空氣，但催化劑為鉑系列，目前發(fā)電成本尚 高，每千瓦小時約40—50美分。

　　融熔碳酸鹽型燃料電池

　　融熔碳酸鹽型燃料電池一般稱為第二代燃料電池，其運行溫度650℃左右，發(fā)電效率約55%，日本三菱公司已建成10千瓦級的發(fā)電裝置。這種燃料 電池的電解質是液態(tài)的，由于工作溫度高，可以承受一氧化碳的存在，燃料用氫、一氧化碳、天然氣等均可。氧化劑用空氣。發(fā)電成本每千瓦小時可低于40美分。

　　固體氧化物型燃料電池

　　固體氧化物型燃料電池被認為是第三代燃料電池，其操作溫度1000℃左右，發(fā)電效率可超過60%，目前不少國家在研究，它適于建造大型發(fā)電站，美國西屋公司正在進行開發(fā)，可望發(fā)電成本每千瓦小時低于20美分。

　　此外，還有幾種類型的燃料電池，如堿性燃料電池，運行溫度約200℃，發(fā)電效率也可高達60%，且不用貴金屬作催化劑，瑞典已開發(fā)200千瓦的 一個裝置用于潛艇。美國最早用于阿波羅飛船的一種小型燃料電池稱為美國型，實為離子交換膜燃料電池，它的發(fā)電效率高達75%，運行溫度低于100℃，但是 必須以純氧作氧化劑。后來，美國又研制出一種用于氫能汽車的燃料電池，充一次氫可行駛300公里，時速可達100公里，這是一種可逆式質子交換膜燃料電 池，發(fā)電效率最高達80%。

　　燃料電池理想的燃料是氫氣，因為它是電解制氫的逆反應。燃料電池的主要用途除建立固定電站外，特別適合作移動電源和車船的動力。

　　我國燃料電池電動汽車標準體系

　　一、我國燃料電池電動汽車標準體系的建立

　　我國在“十五”初期進行了燃料電池電動汽車的標準體系研究。

　　作為標準制定的指南，燃料電池電動汽車標準體系表是燃料電池電動汽車標準制定工作的規(guī)范。體系表中不僅可以體現(xiàn)產品的結構、技術內涵和發(fā)展方向，而且對于科技開發(fā)和標準制定計劃的確立具有重要的指導作用。因此，燃料電池電動汽車標準體系表編制原則有以下方面。

　　1.確定燃料電池電動汽車在汽車標準體系中的位置。燃料電池電動汽車本身是汽車的一類，并不能獨立于傳統(tǒng)汽車之外。因此，它必須滿足傳統(tǒng)汽車的相關標準要求，同時還要滿足燃料電池電動汽車所需的特有標準要求。

　　2.確定燃料電池電動汽車特有的構造、系統(tǒng)，以此確定標準體系中的項目。

　　3.確定純電動汽車、混合動力電動汽車、燃料電池電動汽車的共性和特性。具有共性要求的可以考慮共用一個標準;具有獨特性的，標準項目在體系表中單獨列出。這樣，即保證標準項目的齊全，又可減少標準數(shù)量、標準制定過程中人力和財力的浪費。

　　4.參照國外現(xiàn)有燃料電池電動汽車標準項目，結合我國燃料電池電動汽車開發(fā)的實際需求進行編制，標準項目盡量齊全。體系表中的一些項目是考慮與我國燃料電池電動汽車產業(yè)化發(fā)展政策相配套的支撐標準和我國特有的標準，例如：燃料電池電動汽車定型試驗規(guī)程。

　　5.標準體系表是動態(tài)的，現(xiàn)在編制的體系考慮了近期急需和長遠的標準需求，隨著技術的不斷發(fā)展，標準項目應進行適當?shù)恼{整。

　　6.燃料電池電動汽車標準體系表與我國燃料電池電動汽車產品的發(fā)展目標相適應。

　　標準體系包含燃料電池電動汽車產品本身的術語、試驗方法、技術條件，以及保證燃料電池電動汽車正常、方便、安全運行的基礎設施的相關標準，如：燃料電池電動汽車整車、車載氫系統(tǒng)、氫燃料、加氫站、加氫機、燃料電池系統(tǒng)等。同時燃料電池電動汽車的標準體系中還涉及燃料電池電動汽車的管理標準、產品認證、企業(yè)認證、從業(yè)人員資格等諸多方面。

　　二、我國燃料電池電動汽車的相關標準

　　1.概況

　　全國汽車標準化技術委員會電動車輛分委會從整車性能、安全、接口部件的互換性等方面考慮。目前正在開展以下方面的工作。

　　(1)燃料電池電動汽車通用基礎類標準研究。如術語標準，主要內容涉及到整車、配套件、其他關鍵部件、基礎設施接口。

　　(2)燃料電池電動汽車安全類項目研究。如燃料電池電動汽車一般安全要求，主要內容：車載能源裝置的安全要求、運行操作安全要求、漏電和人員防觸電要求等。燃料電池電動汽車燃料系統(tǒng)安全要求為儲存或處理燃料或其他有害物質的系統(tǒng)提供標準規(guī)范，主要針對燃料儲存裝置，燃料處理過程，燃料電池堆等提出要求。

　　(3)互換性標準研究。如燃料電池電動汽車加氫口，主要內容為加氫口互換性、安全性、通信、型式、技術要求、試驗方法、檢驗規(guī)則。鑒于國內暫時沒有液氫，因此，只考慮了使用氣態(tài)氫氣為工作介質、工作壓力為35MPa、工作環(huán)境溫度為-40。C~60。C的燃料電池電動汽車加氫口。

　　(4)燃料電池電動汽車整車動力性、能耗等的研究。動力性主要包括加速性能、最高車速等。能量消耗試驗方法，將根據(jù)國內現(xiàn)狀考慮以下方面：電流法，通過測量燃料電池堆的輸出電流來計算氫的消耗量，因為燃料電池是通過氫離子的流動而形成電流的，所以，可以用電流值來確定氫消耗量;壓力法，通過測量試驗前后高壓儲氫罐中氣體壓力和溫度算出氫消耗量。把測得的壓力和溫度值通過計算儲藏罐中氣體分子數(shù)量的改變，確定氫的消耗量;重量分析法，通過測量試驗前后高壓燃料罐重量得到氫消耗量。試驗用燃料罐應適于測量重量;流量法，用流量計測量供給燃料電池電動汽車的氫和被消耗掉的氫。

　　(5)示范運行燃料電池電動汽車技術規(guī)范研究。

　　車聯(lián)網(wǎng)電動車技術

　　這一技術流派地融合了電氣化和車聯(lián)網(wǎng)兩大技術，幾乎可以說是對未來城市個人交通的最新解決方案。同樣將展示于世博園區(qū)及北京車展的通用EN-V概念車就運用了這項技術。

　　車聯(lián)網(wǎng)技術，即通過整合全球定位系統(tǒng)導航技術、車對車交流技術、無線通信及遠程感應技術奠定了新的汽車技術發(fā)展方向，實現(xiàn)了手動駕駛和自動駕駛的兼容。

　　這類電動車體積小巧、移動便利。電動車的左右兩側車輪分別由各自的電動馬達驅動，馬達動力由鋰電池提供，可通過普通家庭電源進行充電，每次充滿電后可行駛40公里，完全實現(xiàn)零排放。同時，可與電網(wǎng)進行信息互換，選擇最佳充電時間，充分提高公用電力基礎設施的使用效率。

　　這一新汽車技術的重大突破，還在于自動駕駛方面，如變道警告、盲區(qū)探測及適應性巡航控制等技術均得到了變革性的運用。