Arbejdsprincip og udviklingstendens
af brændselscelle elektriske køretøjer
I. Introduktion til brintbrændselscellekøretøjer
FCEV bruger elektricitet til at drive motoren. Sammenlignet med andre elektriske køretøjer bruger FCEV brintbrændselsceller til at generere elektricitet i stedet for kun at trække elektricitet fra batterier. Under køretøjets designproces definerer køretøjsfabrikanterne køretøjets kraft ud fra størrelsen af motoren, som modtager strøm fra passende størrelse brændselsceller og batteripakker. Selvom bilproducenter kan designe en FCEV med plug-in-funktionalitet til at oplade batteriet, bruger de fleste FCEV'er i dag batterier til at genvinde bremseenergi, levere ekstra strøm under korte accelerationshændelser og udjævne den effekt, som brændselscellen leverer ved at vælge tomgang eller lukke ned brændselscelle under lavt effektbehov. FCEV bruger ren brint, der er lagret i køretøjets brændstoftank som brændstof. I lighed med traditionelle forbrændingsmotorer kan de tankes på mindre end 4 minutter og har en rækkevidde på mere end 500 km. FCEV producerer ikke skadelige udstødningsemissioner, kun vanddamp og varm luft. Figur 1 viser hovedkomponenterne i et elektrisk køretøj med brintbrændselscelle.
(1) Hjælpebatteri: I elektriske køretøjer giver lavspændingshjælpebatteriet strøm til at starte køretøjet, før drivbatteriet aktiveres; det giver også strøm til køretøjstilbehør.
(2) Batteripakke: Dette højspændingsbatteri lagrer energi genereret ved regenerativ bremsning og giver supplerende strøm til den elektriske drivmotor.
(3) Jævnstrøm/jævnstrøm (DC/DC) konverter: Denne enhed konverterer højspændings jævnstrøm fra strømbatteripakken til den lavspændings jævnstrøm, der kræves for at betjene køretøjets tilbehør og oplade hjælpebatterier.
(4) Elektrisk drivmotor: Denne motor bruger strømmen fra brændselscellen og batteripakken til at drive hjulene. Nogle køretøjer bruger en integreret motorgenerator, der udfører både driv- og regenereringsfunktioner.
(5) Brændselscellestak: En komponent, der bruger brint og ilt til at generere elektricitet.
(6) Brændstofpåfyldning: En dyse på brændstofbeholderen forbindes til en beholder på køretøjet gennem påfyldningsporten for at påfylde køretøjet.
(7) Brændstoftank (brint): Brint opbevares om bord på køretøjet.
(8) FCEV-kraftelektronik-controller: Denne enhed styrer den strøm, der leveres af brændselscellen og strømbatteriet, kontrollerer hastigheden på drivmotoren og det drejningsmoment, den producerer.
(9) Termisk styringssystem (køling): Dette system opretholder det korrekte driftstemperaturområde for brændselscellen, motoren, kraftelektronikken og andre komponenter.
(10) Transmission: Transmissionen overfører den elektriske drivmotors mekaniske kraft til hjulene.
