Αρχή Εργασίας και Τάση Ανάπτυξης
Ηλεκτρικών Οχημάτων Κυψελών Καυσίμου
I. Εισαγωγή στα οχήματα κυψελών καυσίμου υδρογόνου
Το FCEV χρησιμοποιεί ηλεκτρική ενέργεια για να τροφοδοτήσει τον κινητήρα. Σε σύγκριση με άλλα ηλεκτρικά οχήματα, το FCEV χρησιμοποιεί κυψέλες καυσίμου υδρογόνου για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας αντί να αντλεί ηλεκτρική ενέργεια μόνο από μπαταρίες. Κατά τη διαδικασία σχεδιασμού του οχήματος, οι κατασκευαστές οχημάτων ορίζουν την ισχύ του οχήματος από το μέγεθος του κινητήρα, ο οποίος λαμβάνει ενέργεια από κυψέλες καυσίμου και πακέτα μπαταριών κατάλληλου μεγέθους. Αν και οι αυτοκινητοβιομηχανίες μπορούν να σχεδιάσουν ένα FCEV με λειτουργία plug-in για τη φόρτιση της μπαταρίας, τα περισσότερα FCEV σήμερα χρησιμοποιούν μπαταρίες για την ανάκτηση της ενέργειας πέδησης, την παροχή πρόσθετης ισχύος κατά τη διάρκεια σύντομων συμβάντων επιτάχυνσης και την εξομάλυνση της ισχύος που παρέχεται από την κυψέλη καυσίμου επιλέγοντας ρελαντί ή κλείνοντας το κυψέλη καυσίμου κατά τη χαμηλή ζήτηση ισχύος. Το FCEV χρησιμοποιεί καθαρό υδρογόνο που είναι αποθηκευμένο στη δεξαμενή καυσίμου του οχήματος ως καύσιμο. Παρόμοια με τους παραδοσιακούς κινητήρες εσωτερικής καύσης, μπορούν να ανεφοδιαστούν σε λιγότερο από 4 λεπτά και έχουν αυτονομία μεγαλύτερη από 500 km. Το FCEV δεν παράγει επιβλαβείς εκπομπές από την εξάτμιση, παρά μόνο υδρατμούς και ζεστό αέρα. Το σχήμα 1 δείχνει τα κύρια συστατικά ενός ηλεκτρικού οχήματος κυψελών καυσίμου υδρογόνου.
(1) Βοηθητική μπαταρία: Στα ηλεκτρικά οχήματα, η βοηθητική μπαταρία χαμηλής τάσης παρέχει ισχύ για την εκκίνηση του οχήματος πριν ενεργοποιηθεί η μπαταρία μετάδοσης κίνησης. παρέχει επίσης ισχύ για αξεσουάρ οχημάτων.
(2) Πακέτο μπαταριών: Αυτή η μπαταρία υψηλής τάσης αποθηκεύει την ενέργεια που παράγεται από την αναγεννητική πέδηση και παρέχει συμπληρωματική ισχύ στον ηλεκτροκινητήρα.
(3) Μετατροπέας συνεχούς ρεύματος/συνεχούς ρεύματος (DC/DC): Αυτή η συσκευή μετατρέπει την ισχύ συνεχούς ρεύματος υψηλής τάσης από την μπαταρία ισχύος στην ισχύ συνεχούς ρεύματος χαμηλής τάσης που απαιτείται για τη λειτουργία αξεσουάρ οχήματος και τη φόρτιση βοηθητικών μπαταριών.
(4) Ηλεκτρικός κινητήρας μετάδοσης κίνησης: Αυτός ο κινητήρας χρησιμοποιεί την ισχύ από την κυψέλη καυσίμου και την μπαταρία ισχύος για να κινήσει τους τροχούς. Ορισμένα οχήματα χρησιμοποιούν μια ενσωματωμένη γεννήτρια κινητήρα που εκτελεί λειτουργίες κίνησης και αναγέννησης.
(5) Στοίβα κυψελών καυσίμου: Εξάρτημα που χρησιμοποιεί υδρογόνο και οξυγόνο για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας.
(6) Γεμιστικό καυσίμου: Ένα ακροφύσιο στον διανομέα καυσίμου συνδέεται με μια υποδοχή στο όχημα μέσω της θύρας πλήρωσης για ανεφοδιασμό του οχήματος.
(7) Δεξαμενή καυσίμου (υδρογόνο): Το υδρογόνο αποθηκεύεται στο όχημα.
(8) Ελεγκτής ηλεκτρονικών ισχύος FCEV: Αυτή η συσκευή διαχειρίζεται την ισχύ που παρέχεται από την κυψέλη καυσίμου και την μπαταρία ισχύος, ελέγχοντας την ταχύτητα του κινητήρα μετάδοσης κίνησης και τη ροπή που παράγει.
(9) Σύστημα θερμικής διαχείρισης (ψύξη): Αυτό το σύστημα διατηρεί το σωστό εύρος θερμοκρασίας λειτουργίας για την κυψέλη καυσίμου, τον κινητήρα, τα ηλεκτρονικά ισχύος και άλλα εξαρτήματα.
(10) Μετάδοση: Το κιβώτιο ταχυτήτων μεταφέρει τη μηχανική ισχύ του ηλεκτροκινητήρα κίνησης στους τροχούς.
