- 上海自主研發(fā)了一種使用氫氣代替汽油的氫燃料汽車.若一輛小轎車的質(zhì)量為1600kg,車輪與地面的總接觸面積
- 上海自主研發(fā)了一種氫燃料汽車,它使用氫氣代替汽油。某型號四輪氫燃料汽車質(zhì)量為1.6×10 3 Kg,每個輪子
- 第一輛以氫為燃料的汽車在哪個國家試車?
- 一種新型氫氣燃料的汽車,質(zhì)量為2乘以10的三次方千克,發(fā)動機(jī)的額定輸出功率為80千瓦,
- 上海自主研發(fā)了一種氫燃料汽車,它使用氫氣代替汽油.其整車質(zhì)量為1500千克,每個輪胎與地面的接觸面積為
解:(1)汽車勻速直線行駛,由于平衡,受到的阻力f=F=2400N
(2)p=F/s=G/s=mg/s=1600×10/0.1=1.6×10^5Pa
(3)W=Fs=2400N×9000m=2.16×10^7J
P=W/t=2.16×10^7J/5×60s=72000W=72kW
答:(1)汽車受到阻力2400N
(2)汽車靜止時對地面的壓強(qiáng)1.6×10^5Pa
(3)汽車牽引力所做的功2.16×10^7J
功率72kW
上海自主研發(fā)了一種使用氫氣代替汽油的氫燃料汽車.若一輛小轎車的質(zhì)量為1600kg,車輪與地面的總接觸面積
近年來,隨著國內(nèi)外氫能產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展,氫燃料電池車作為氫能產(chǎn)業(yè)鏈下游集成應(yīng)用中最為重要的一環(huán),受到了廣泛的重視。國內(nèi)關(guān)于氫能的各項(xiàng)產(chǎn)業(yè),基本都與氫燃料電池車相關(guān),為燃料電池車服務(wù)。
在國家政策上,對于氫燃料電池車的不退坡補(bǔ)貼會持續(xù)到2020年;同時,各地方也配合出臺了關(guān)于燃料電池車的購置及運(yùn)營補(bǔ)貼政策??梢灶A(yù)見,在未來較長一段時間內(nèi),氫燃料電池車及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)都將會是氫能產(chǎn)業(yè)的主要發(fā)展方向。
氫燃料電池車區(qū)別于普通汽車的地方,主要在其動力系統(tǒng)上。普通汽車以汽油等燃料在內(nèi)燃機(jī)中燃燒做的功為動力;而氫燃料電池車是以氫燃料電池產(chǎn)生的電能為電動機(jī)供電,以電動機(jī)做的功作為動力的。
如上圖所示,氫燃料電池車的動力系統(tǒng)主要由以下幾部分構(gòu)成:
(1)燃料口:氫氣燃料的加注口,直接連在氫氣儲罐上。
(2)蓄電池:減速時幫助制動,并將部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能儲存起來;加速時釋放儲存的電能幫助加速。
(3)高壓氫氣儲罐:內(nèi)部充滿高壓氫氣作為汽車的燃料。其內(nèi)部壓力一般為35MPa,少部分車輛可達(dá)到70MPa。
(4)安全裝置:當(dāng)汽車發(fā)生碰撞或者氫氣泄露時,切斷燃料電池的氫氣供給。
(5)PEMFC(質(zhì)子交換膜燃料電池)電堆:氫燃料電池車最核心部件,為電動發(fā)動機(jī)供電,保證汽車平穩(wěn)行駛。
(6)發(fā)動機(jī)(電動):汽車的直接動力源。
(7)駕駛系統(tǒng):連接駕駛室,控制車輛運(yùn)行狀態(tài)。
其中,PEMFC電堆作為車輛的核心部件,其單電池的原理圖如下:
圖中,左側(cè)為電池陽極(負(fù)極),氫氣作為燃料進(jìn)入此極;右側(cè)為電池陰極(正極),空氣中的氧氣作為氧化劑進(jìn)入此極。
電池在正常工作時,在陽極側(cè),氫氣在金屬鉑的催化以及電路的作用下失去電子,變成氫離子(H+,質(zhì)子),并通過只對氫離子有選擇性的PEM到達(dá)陰極側(cè),而電子只能通過外電路到達(dá)陰極,從而產(chǎn)生可利用的電流。在陰極側(cè),空氣中的氧氣在金屬鉑的催化以及電路的作用下得到電子,變成氧負(fù)離子(O2-)。隨后,從陽極側(cè)進(jìn)入陰極側(cè)的氫離子與氧負(fù)離子結(jié)合生成水,從陰極流出。
氫燃料電池車在經(jīng)由燃料口充氫后,方可正常啟動運(yùn)行。當(dāng)司機(jī)打開控制系統(tǒng),將汽車發(fā)動后,燃料電池堆開始工作,消耗氫氣,產(chǎn)生電能,帶動電動發(fā)動機(jī)工作,汽車開始行駛。
相比于普通汽車,氫燃料電池車的排放物只有純凈的水而沒有其他污染物,且只需要少量氫氣(2.5公斤)即可續(xù)航400公里左右,燃料的成本要大大低于汽油、柴油等內(nèi)燃機(jī)燃料。
而相比于純電動汽車,氫燃料電池車以PEMFC電池堆替代鋰電池,作為電動發(fā)動機(jī)的能量來源,使得汽車擁有了更遠(yuǎn)的續(xù)航里程;同時,充能(充氣)時間從電動車的1-2小時變?yōu)榱藲淙剂想姵剀嚨?-5分鐘,大大節(jié)約了時間。
因此,發(fā)展并推廣氫燃料電池車很有必要。(作者:王重陽?燃料電池工程師)
本文來源于汽車之家車家號作者,不代表汽車之家的觀點(diǎn)立場。
上海自主研發(fā)了一種氫燃料汽車,它使用氫氣代替汽油。某型號四輪氫燃料汽車質(zhì)量為1.6×10 3 Kg,每個輪子
解答:解?(1)汽車的速度:
v=
s |
t |
9000m |
360s |
因?yàn)槭莿蛩僦本€運(yùn)動,所以汽車受到平衡力的作用
f=F拉=2300N;
(2)汽車靜止時對地面的壓力F=G=mg=1600kg×10N/kg=1.6×104N,
汽車靜止時對地面的壓強(qiáng):
p=
F |
S |
1.6×104N |
0.1m2 |
(3)汽車牽引力所做的功:
W=F拉s=2300N×9000m=2.07×107J.
答:(1)汽車汽車的速度為25m/s;受到的阻力是2300N;
(2)汽車靜止時對地面的壓強(qiáng)為1.6×105Pa;
(3)汽車牽引力所做的功是2.07×107J.
第一輛以氫為燃料的汽車在哪個國家試車?
解:(1)汽車對地面壓強(qiáng) (2)∵汽車做勻速直線運(yùn)動,它受到的是平衡力 ∴f = F = 2400N (3)W = Fs = 2400N×9000m = 2.16×10 7 J P = = = 7.2×10 4 W |
一種新型氫氣燃料的汽車,質(zhì)量為2乘以10的三次方千克,發(fā)動機(jī)的額定輸出功率為80千瓦,
1991年7月,第一輛以氫為燃料的動力車在美國堪薩斯州試車。結(jié)果表明,新車可將氫能的60%~80%轉(zhuǎn)變成驅(qū)動能,普通發(fā)動機(jī)汽車的汽油能的轉(zhuǎn)化率僅為25%~30%。燃料電池是車體的關(guān)鍵部件,是由美國堪薩斯州科學(xué)院的羅杰?比林斯博士經(jīng)過5年研究發(fā)明的。電池呈圓柱形,重量為45千克,壽命為25萬千米。起著從普通水中提取氫和將氫轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿碾p重作用。其結(jié)構(gòu)中央是氟化塑料薄膜,薄膜處在兩個電極之間,電極又夾在兩個氣室之間,電池的工作方式與普通電池相同。從水中提取氫的過程,是將電充入電池中,從而將水分解為氫和氧。氫貯存在與氣室相連的貯氣罐中,罐內(nèi)充滿了顆粒狀的鐵和鈦氧化物,這樣氫氣不會點(diǎn)燃或爆炸。燃料電池可連續(xù)8個小時從普通水中提取氫。每次可處理兩加侖水,提取的氫可供新車行駛500千米。因制取氫氣的成本較高,這種新型車實(shí)現(xiàn)商品化還有一定難度。英國煤氣公司開發(fā)了一種便宜的提取氫氣的方法。它的燃料氫氣將在車體內(nèi)由甲基環(huán)乙烷發(fā)生反應(yīng)獲得,所獲氫氣為傳統(tǒng)的發(fā)動機(jī)提供動力。氫氣在車行走過程中產(chǎn)生并被應(yīng)用,無須貯存。英國貿(mào)工部已宣布支持一個為期5年,投資1100萬英鎊的項(xiàng)目以開發(fā)這種車。
上海自主研發(fā)了一種氫燃料汽車,它使用氫氣代替汽油.其整車質(zhì)量為1500千克,每個輪胎與地面的接觸面積為
1)阻力=牽引力時,達(dá)到最大速度
P=Fv,F=f=kMg,其中k=0.1,M=2000kg,P=80000w,得Vmax=40m/s
2)P=F'v,汽車勻加速啟動階段結(jié)束時,牽引力仍不變,而F'-f=ma,帶入,得v約=20m/s
3)P'=F'v,將v=5m/s帶入,得P'=20000w
4)P=F''v',F''-f=ma',將P=80kw,m=2kkg,v=32m/s帶入得a'=0.25m/s2
(1)汽車所受的重力:G=mg=1500kg×10N/kg=15000N;
(2)車對水平地面的壓強(qiáng):p=
F |
S |
G |
S |
15000N |
4×0.03m2 |
(3)W=F牽S=2400N×9000m=2.16×107J;
P=
W |
t |
2.16×107J |
5×60s |
答:(1)汽車所受的重力是15000N;
(2)該車對水平地面的壓強(qiáng)是1.25×105Pa;
(3)汽車牽引力所做的功為2.16×107J;功率是72000W.
標(biāo)簽: #燃料