电动汽车燃料电池和电池组的工作原理是什么
来源：宝鄂实业
2021-03-28 19:19
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燃料电池由阳极中的燃料氧化剂降低到阴极。 如果阳极(即外部电路)的负极也可称为燃料极)上不断供应气体燃料(氢)和阴极(即外部电路)的正极。 它还可以被称为空气极)上连续供应氧气(或空气)，这可能导致电极上持续的电化反应和电流。
可以看出，燃料电池不同于传统电池。它的燃料和氧化剂不存在于电池中，而是存储在电池外面的储罐中。 当它工作（输出电流和工作）时，它需要将燃料和氧化剂连续地输送到电池中，同时排出反应产品。
由于燃料电池在工作时不断地将燃料和氧化剂输送到电池中，燃料电池中使用的燃料和氧化剂是流体(气体或液体)。
最常用的燃料是纯氢、富含氢的气体(如重量气)和一些液体(如甲醇溶液)。 常用的氧化剂是纯氧净化空气和一些液体，如过氧化氢和硝酸水溶液。
燃料电池阳极的作用是为燃料和电解液提供公共界面和催化燃料。 同时，将反应中产生的电子输送到外部电路或输送到集流板，然后传送到外部电路。
阴极(氧电极)的作用是为氧气和电解质提供公共界面，从外部电路向氧电极的响应部位传输电子。
隔膜的作用是传导离子，防止电子在电极之间直接传递和分离氧化剂和恢复剂。 因此，隔膜必须是耐电解质腐蚀和绝缘材料，具有良好的耐湿性。
燃料电池是一种化学电池。当材料反应时释放的能量直接转化为电。 从这个角度来看，它类似于其他化学电池，如锌锰干电池铅电池。
但它需要在工作时继续提供反应物质-燃料和氧化剂-这与其他普通化学电池不同。 它被称为燃料电池，因为它通过化学反应将能量转化为电力输出。
与传统的内燃机相比，它们也需要燃料，但从汽油、柴油等石油中提取的燃料产生热能，为汽车提供动力。 燃料电池燃烧后直接产生电能的差异使发动机完全不同。
电动汽车电池由多个电池串联组成。 一个典型的电池组大约有96个电池充电到4.2V锂离子电池，总电压超过400V。 虽然汽车动力系统认为电池组是一个单一的高压电池，但电池控制系统必须独立考虑每个电池。
如果电池组中的电池容量略低于其他电池，则在多个充电/放电周期后，充电将逐渐偏离其他电池。 如果电池的充电周期不与其他电池平衡，它最终会进入深放电状态，导致损坏和电池组故障。
为了防止这种情况，必须对每个电池的电压进行监测，以确定充电状态。 此外，必须有一个设备，允许电池单独充电或放电，以平衡电池的充电。
电池组监控系统的重要考虑因素之一是通信接口。 就PC板上的通信而言，常见的选项包括串行外设接口(SPI)总线I2C总线。每条总线的通信成本都很低，适用于低干扰环境。
另一种选择是控制器局域网(CAN)总线在汽车应用中得到了广泛的应用。 CAN总线具有误差检测和故障容量限制，但其通信成本高、材料成本高。 虽然从电池系统到所有者的CAN总线的连接是值得的，但在电池组中使用SPI或I2C通信是有优势的。
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