氢燃料汽车动力架构如图1所示其动力相关部件和控制单元包括动力电池、驱动电机、电机控制器、整车控制器VCU等这些部件在纯电动汽车上就是标准配置。氢燃料汽车特殊之处在于在动力电池的高压线路上并联连接着燃料电池系统燃料电池发动机工作时正是通过此线路输出高压电用于电机驱动也可为动力电池充电。氢燃料汽车可以看作是在纯电动汽车基础之上加装燃料电池发动机制作而成。事实情况是即便燃料电池发动机处于关机状态车辆仍能以纯电模式运行。燃料电池发动机作为整车的“发电机”是一个完整的独立系统也是氢燃料汽车核心技术所在。这个特殊的发动机“燃料”是人们所熟知的氢气和氧气。这些燃料进入发动机内部叫做电堆的场所氢和氧结合生成水直接产生电能。这种反应远不像气体燃烧来得那么剧烈而是平静地进行着因为这只是一场电化学反应这也是氢燃料发动机被叫燃料电池的缘故。1、电堆单体结构燃料电池电堆是由多个单体串联组合而成。单体由双极板、膜电极、端板、密封垫等部件组成结构如图2所示。氢气和氧气经过气体通道被分配到各双极板经过双极板导流均匀分配到膜电极在膜电极中氢气和氧气在催化剂的作用下进行电化学反应产生电、热量和水。这个电化学反应的过程是水电解的逆反应。膜电极是燃料电池电化学反应的基本单元由交换膜、催化剂如Pt-C、气体扩散层组成如图3、图4所示。在燃料电池内部质子交换膜为质子的提供通道质子经过交换膜从阳极到达阴极。质子交换膜即聚合物电解质膜(PEM)是一种半透膜薄塑料膜,厚度50180u当它被水饱和时质子可以透过但它不传导电子。双极板用于收集、传导电流分隔氧化剂和还原剂为氢气、空气和生成物水提供通道同时也为冷却水提供通道这些供气体和液体流动的通道称为流场流场分布如图5所示。在单体中双极板与膜电极相间排列如图6所示。因材质不同双极板可分为石墨板、金属板和复合板等多种类型。在单体两端的电极板结构略有不同只有单个极性。工作原理1氢气和氧气分别进入燃料电池的阳极和阴极。2在阳极在催化剂作用下氢气失电子生成H 离子 H 离子通过质子交换膜到达阴极电子无法通过质子交换膜、在阳极聚集阳极带负电。3在阴极在催化剂的作用下氧气与H 离子、电子发生反应生成水阴极不断失去电子、产生空穴带正电。4阴阳两极间连接负载后电子在外电路从阳极流动到阴极输出电能。