研學(xué)丨燃料電池車的典型效率及能耗

燃料電池的一大優(yōu)勢是高效率，能夠更高效的利用能源。現(xiàn)在燃料電池車的研發(fā)已經(jīng)持續(xù)了相當(dāng)長一段時間（世界上第一輛燃料電池車為1966年通用的Electrovan），燃料電池車也迭代了許多，那么燃料電池車的效率、氫耗水平都怎么樣呢？這里通過Argonne實驗室在2019年底發(fā)表了一篇論文來總結(jié)一下燃料電池車的效率、能耗水平和氫耗。而豐田Mirai（2016款）作為典型產(chǎn)品，其數(shù)據(jù)可以作為燃料電池車效率和能耗水平的標(biāo)桿來對比。

效率的定義

Argonne在燃料電池車的評價中定義了三個效率燃料電池電堆效率，燃料電池系統(tǒng)效率，車輛效率。

電堆效率如上圖，電堆效率只考慮電堆本身。從計算區(qū)間的開始到結(jié)束產(chǎn)生的功率和（即電堆總輸出能量）／期間消耗的氫氣的總流量反應(yīng)生成水后釋放的能量（按低熱值計算）。

系統(tǒng)效率如上圖，系統(tǒng)效率考慮電堆及其相關(guān)輔件帶來的功率消耗。電堆功率減去輔件功率在測量區(qū)間內(nèi)的功率和（系統(tǒng)總輸出能量）／期間消耗的氫氣的總流量反應(yīng)生成水后釋放的能量（按低熱值計算）。

車輛效率是一個燃油車經(jīng)常使用的概念，計算公式為根據(jù)SAE J2951定義的正工況能量／期間消耗的氫氣的總流量反應(yīng)生成水后釋放的能量（按低熱值計算）。

按照SAE J2951定義，由于正能量在燃料電池車上并沒有在標(biāo)準里定義，這里可以反過來看負能量。負能量即由于剎車或用于減少非制動減速期間發(fā)動機所需的道路負荷功導(dǎo)致的能量損失。那對于燃料電池車，小編理解，正能量應(yīng)該包括燃料電池系統(tǒng)輸出的能量及能量回收回收的能量。對純電池車來說，由于分子為發(fā)出功率而非消耗功率，這個計算公式可能會算到超過100％，因此小編覺得用此公式來評估電動車并不完全合理。