燃料电池与燃料电池电动汽车

《新能源汽车产业发展规划（2021～2035年）》《节能与新能源汽车技术路线图2.0》明确提出，2030～2035年，我国实现氢能及燃料电池电动汽车的大规模推广应用，燃料电池电动汽车保有量达到100万辆左右，燃料电池电动汽车已成为汽车的重要发展方向。

本书全面系统地介绍了燃料电池与燃料电池电动汽车所涉及的主要技术，共分三章：章主要介绍了燃料电池，包括燃料电池的定义与特点、燃料电池的主要类型、燃料电池的基本结构与原理、质子交换膜、电催化剂、气体扩散层、膜电极、双极板、单电池、燃料电池堆和燃料电池发电系统；第二章主要介绍了制氢与加氢技术，包括氢气的基本性质与特点、氢气的技术指标与测定方法、氢气的制备方法、氢气的储存与输送、车载储氢系统、储氢罐、加氢站、加氢机、加氢口和加氢枪；第三章主要介绍了燃料电池电动汽车，包括燃料电池电动汽车的定义、燃料电池电动汽车的类型、燃料电池电动汽车的组成、燃料电池电动汽车的工作原理、燃料电池电动汽车的特点、燃料电池电动汽车安全性要求、燃料电池电动汽车氢气消耗量、燃料电池电动汽车纯氢续驶里程和燃料电池电动汽车传动系统参数匹配。

本书介绍的内容主要以燃料电池电动汽车独有的技术为主，重点介绍了车用质子交换膜燃料电池、制氢与加氢技术。通过本书的学习，读者既能掌握燃料电池与燃料电池电动汽车所涉及的新知识和新技术，又能熟悉国家标准对燃料电池与燃料电池电动汽车相关设计、制造、测试的要求，为从事燃料电池与燃料电池电动汽车的相关工作奠定基础。

在本书编写过程中，引用一些网上资料和图片以及参考文献中的部分内容，特向其作者表示深切的谢意。

由于笔者学识有限，书中不足之处在所难免，恳盼读者给予指正。

编著者

燃料电池通过电化学反应将氢气的化学能直接转化为电能，清洁无污染，能量转化效率高，是氢能源的利用方式，在全球范围内具有广阔的应用前景，燃料电池的典型应用之一就是燃料电池电动汽车。

《燃料电池与燃料电池电动汽车》全面系统地介绍了燃料电池、制氢与加氢技术以及燃料电池电动汽车，其中燃料电池部分重点介绍了车用质子交换膜燃料电池，涉及结构、原理、设计、安全、测试等燃料电池核心技术内容；制氢与加氢技术部分重点介绍了制氢、储氢、输氢以及加氢站所涉及的技术；燃料电池电动汽车部分重点介绍了燃料电池电动汽车的结构、原理、安全、传动系统匹配等。本书内容丰富，涵盖了燃料电池与燃料电池电动汽车所涉及的新技术和新成果。

本书可作车辆工程及能源动力工程相关专业的高年级本科生及研究生教材，还可供燃料电池行业、汽车行业的工程技术人员参考阅读。

燃料电池通过电化学反应将氢气的化学能直接转化为电能，清洁无污染，能量转化效率高，是氢能源的利用方式，在全球范围内具有广阔的应用前景，燃料电池的典型应用之一就是燃料电池电动汽车。

《燃料电池与燃料电池电动汽车》全面系统地介绍了燃料电池、制氢与加氢技术以及燃料电池电动汽车，其中燃料电池部分重点介绍了车用质子交换膜燃料电池，涉及结构、原理、设计、安全、测试等燃料电池核心技术内容；制氢与加氢技术部分重点介绍了制氢、储氢、输氢以及加氢站所涉及的技术；燃料电池电动汽车部分重点介绍了燃料电池电动汽车的结构、原理、安全、传动系统匹配等。本书内容丰富，涵盖了燃料电池与燃料电池电动汽车所涉及的新技术和新成果。

本书可作车辆工程及能源动力工程相关专业的高年级本科生及研究生教材，还可供燃料电池行业、汽车行业的工程技术人员参考阅读。

崔胜民，哈尔滨工业大学（威海），教授，主要研究方向是汽车系统动力学与控制、新能源汽车技术和特种车辆等，编著有《新能源汽车技术解析》《现代汽车技术解析》《智能网联汽车新技术》《智能网联汽车先进驾驶辅助系统关键技术》《一本书读懂新能源汽车》《一本书读懂智能网联汽车》《纯电动汽车技术解析》《混合动力汽车技术解析》等多本图书。

章　燃料电池 001

节　燃料电池的定义与特点　 002

第二节　燃料电池的主要类型　 004

第三节　燃料电池的基本结构与原理　 008

第四节　质子交换膜　 011

第五节　电催化剂　 023

第六节　气体扩散层　 031

第七节　膜电极　 040

第八节　双极板　 054

第九节　单电池　 070

第十节　燃料电池堆　 078

第十一节　燃料电池发电系统　 097

第二章　制氢与加氢技术 111

节　氢气的基本性质与特点　 112

第二节　氢气的技术指标与测定方法　 113

第三节　氢气的制备方法　 117

第四节　氢气的储存与输送　 126

第五节　车载储氢系统　 135

第六节　储氢罐　 140

第七节　加氢站　 146

第八节　加氢机　 159

第九节　加氢口　 163

第十节　加氢枪　 168

第三章　燃料电池电动汽车 173

节　燃料电池电动汽车的定义　 174

第二节　燃料电池电动汽车的类型　 176

第三节　燃料电池电动汽车的组成　 181

第四节　燃料电池电动汽车的工作原理　 186

第五节　燃料电池电动汽车的特点　 191

第六节　燃料电池电动汽车安全性要求　 193

第七节　燃料电池电动汽车氢气消耗量　 197

第八节　燃料电池电动汽车纯氢续驶里程　 200

第九节　燃料电池电动汽车传动系统参数匹配　 201

参考文献 206

燃料电池通过电化学反应将氢气的化学能直接转化为电能，清洁无污染，能量转化效率高，是氢能源的利用方式，在全球范围内具有广阔的应用前景，燃料电池的典型应用之一就是燃料电池电动汽车。

《燃料电池与燃料电池电动汽车》全面系统地介绍了燃料电池、制氢与加氢技术以及燃料电池电动汽车，其中燃料电池部分重点介绍了车用质子交换膜燃料电池，涉及结构、原理、设计、安全、测试等燃料电池核心技术内容；制氢与加氢技术部分重点介绍了制氢、储氢、输氢以及加氢站所涉及的技术；燃料电池电动汽车部分重点介绍了燃料电池电动汽车的结构、原理、安全、传动系统匹配等。本书内容丰富，涵盖了燃料电池与燃料电池电动汽车所涉及的新技术和新成果。

本书可作车辆工程及能源动力工程相关专业的高年级本科生及研究生教材，还可供燃料电池行业、汽车行业的工程技术人员参考阅读。

崔胜民，哈尔滨工业大学（威海），教授，主要研究方向是汽车系统动力学与控制、新能源汽车技术和特种车辆等，编著有《新能源汽车技术解析》《现代汽车技术解析》《智能网联汽车新技术》《智能网联汽车先进驾驶辅助系统关键技术》《一本书读懂新能源汽车》《一本书读懂智能网联汽车》《纯电动汽车技术解析》《混合动力汽车技术解析》等多本图书。