Arbetsprincip och utvecklingstrend
av bränslecells elektriska fordon
I. Introduktion till vätebränslecellsfordon
FCEV använder elektricitet för att driva motorn. Jämfört med andra elfordon använder FCEV vätebränsleceller för att generera elektricitet istället för att bara dra elektricitet från batterier. Under fordonskonstruktionsprocessen definierar fordonstillverkarna fordonets kraft genom storleken på motorn, som får ström från lämpliga bränsleceller och batteripaket. Även om biltillverkare kan designa en FCEV med plug-in-funktion för att ladda batteriet, använder de flesta FCEV-bilar idag batterier för att återvinna bromsenergi, ge extra kraft under korta accelerationshändelser och jämna ut kraften från bränslecellen genom att välja tomgång eller stänga av bränslecell vid lågt effektbehov. FCEV använder rent väte som lagras i fordonets bränsletank som bränsle. I likhet med traditionella förbränningsmotorer kan de tankas på mindre än 4 minuter och har en räckvidd på mer än 500 km. FCEV producerar inga skadliga avgasutsläpp, bara vattenånga och varm luft. Figur 1 visar huvudkomponenterna i ett elfordon med vätebränsleceller.
(1) Hjälpbatteri: I elektriska fordon ger lågspänningshjälpbatteriet ström för att starta fordonet innan drivbatteriet kopplas in; den ger också ström till fordonstillbehör.
(2) Batteripaket: Detta högspänningsbatteri lagrar energi som genereras av regenerativ bromsning och ger extra kraft till den elektriska drivmotorn.
(3) Omvandlare för likström/likström (DC/DC): Den här enheten omvandlar högspänningslikström från batteripaketet till lågspänningslikström som krävs för att driva fordonstillbehör och ladda hjälpbatterier.
(4) Elektrisk drivmotor: Denna motor använder kraften från bränslecellen och kraftbatteripaketet för att driva hjulen. Vissa fordon använder en integrerad motorgenerator som utför både driv- och regenereringsfunktioner.
(5) Bränslecellstack: En komponent som använder väte och syre för att generera elektricitet.
(6) Bränslepåfyllare: Ett munstycke på bränslebehållaren ansluts till ett kärl på fordonet genom påfyllningsöppningen för att tanka fordonet.
(7) Bränsletank (väte): Vätgas lagras ombord på fordonet.
(8) FCEV-kraftelektronikstyrenhet: Denna enhet hanterar strömmen som levereras av bränslecellen och kraftbatteriet, kontrollerar hastigheten på drivmotorn och det vridmoment den producerar.
(9) Termiskt hanteringssystem (kylning): Detta system upprätthåller det korrekta driftstemperaturintervallet för bränslecellen, motorn, kraftelektroniken och andra komponenter.
(10) Transmission: Transmissionen överför den mekaniska kraften från den elektriska drivmotorn till hjulen.
