氫氣是一種無色透明、無臭無味且難溶于水的氣體。氫氣是世界上已知的密度小的氣體，氫氣的密度只有空氣的1/14，即氫氣在1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓和0℃時(shí)氫氣的密度為0.089g/L。因氫氣的極難存儲(chǔ)的特性，儲(chǔ)氫瓶發(fā)展已有50多年的歷史，從鋼瓶到全復(fù)合材料氣瓶的研制成功，實(shí)現(xiàn)了向產(chǎn)品結(jié)構(gòu)合理、質(zhì)量輕的巨大轉(zhuǎn)變。近年來，當(dāng)前市場儲(chǔ)氫瓶主要使用三型瓶及35MPa鋁內(nèi)膽碳纖維全纏繞氣瓶70MPa塑料內(nèi)膽碳纖維全纏繞氣瓶已經(jīng)進(jìn)入使用階段。

燃料電池汽車是一個(gè)復(fù)雜的汽車系統(tǒng)，控制上也存在很多需要優(yōu)化的問題。

1）燃料電池本身控制

質(zhì)子交換膜燃料電池是一個(gè)多輸入、多輸出的非線性時(shí)變系統(tǒng)，其系統(tǒng)比較復(fù)雜，難以建模，會(huì)受到進(jìn)氣壓力、溫度、濕度、電流密度等多種因素的影響。因此，為了提高系統(tǒng)的工作性能，保持良好的運(yùn)行狀態(tài)，恰當(dāng)?shù)目刂撇呗砸廊皇俏磥砗荛L一段時(shí)間內(nèi)的研究課題。

2）冷啟動(dòng)控制

當(dāng)環(huán)境溫度較低時(shí)，啟動(dòng)燃料電池會(huì)出現(xiàn)結(jié)冰現(xiàn)象，破壞電堆結(jié)構(gòu)，影響電堆壽命。一般通過關(guān)機(jī)時(shí)吹掃和開機(jī)時(shí)加熱兩種方法輔助進(jìn)行冷啟動(dòng)。如何在保護(hù)電堆的前提下縮短冷啟動(dòng)時(shí)間，也是對燃料電池汽車發(fā)展過程中不得不優(yōu)化的問題。

3）整車控制

燃料電池從本質(zhì)上講是一臺(tái)發(fā)電機(jī)，不能儲(chǔ)存電能，一般與電池一起作為車輛的能量源，所以燃料電池汽車等價(jià)于一臺(tái)增程式電動(dòng)汽車，只是用燃料電池代替了發(fā)動(dòng)機(jī)。由于燃料電池效率隨負(fù)載變化、功率響應(yīng)較慢等等原因，導(dǎo)致在整車動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性優(yōu)化控制上依然存在較大提升空間。

纖維纏繞層可以選擇碳纖維、芳綸纖維和玻璃纖維等。以碳纖維為例，日本東麗公司的T700碳纖維的主要技術(shù)參數(shù)為：抗拉強(qiáng)度σb＝4900MPa，彈性模量E ＝240GPa，延伸率 δ ＝2.0%。密度d＝1.78g/cm3。環(huán)氧樹脂常被用作碳纖維的基體，其特點(diǎn)為：固化收縮率低，僅1％-3%；固化壓力低，基本無揮發(fā)成分；粘接好；固化后的樹脂具有良好的力學(xué)性能、耐化學(xué)腐蝕性能和電絕緣性能；環(huán)氧樹脂可用于制造各種纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，特別適用于制造碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料。