Működési elv és fejlesztési irányzat
üzemanyagcellás elektromos járművek
I. Bevezetés a hidrogén üzemanyagcellás járművekbe
Az FCEV elektromos energiát használ a motor táplálására. Más elektromos járművekkel összehasonlítva az FCEV hidrogén-üzemanyagcellákat használ villamos energia előállítására, ahelyett, hogy csak akkumulátorokból venné az áramot. A járműtervezési folyamat során a járműgyártók a jármű teljesítményét a motor méretével határozzák meg, amely a megfelelő méretű üzemanyagcelláktól és akkumulátorcsomagoktól kapja az energiát. Bár az autógyártók tervezhetnek FCEV-t plug-in funkcióval az akkumulátor töltésére, a legtöbb FCEV manapság akkumulátorokat használ a fékezési energia visszanyerésére, további teljesítmény biztosítására rövid gyorsulási események során, és az üzemanyagcella által biztosított teljesítmény egyenletessé tételére az üresjárat kiválasztásával vagy a üzemanyagcella alacsony energiaigény esetén. Az FCEV a jármű üzemanyagtartályában tárolt tiszta hidrogént használja üzemanyagként. A hagyományos belső égésű motorokhoz hasonlóan kevesebb mint 4 perc alatt tankolhatók fel, hatótávolságuk pedig meghaladja az 500 km-t. Az FCEV nem bocsát ki káros kipufogócsövet, csak vízgőzt és forró levegőt. Az 1. ábra egy hidrogén üzemanyagcellás elektromos jármű fő alkatrészeit mutatja.
(1) Segédakkumulátor: Az elektromos járművekben az alacsony feszültségű segédakkumulátor biztosít áramot a jármű indításához, mielőtt a meghajtó akkumulátor bekapcsolna; a járműtartozékok számára is energiát biztosít.
(2) Akkumulátor: Ez a nagyfeszültségű akkumulátor tárolja a regeneratív fékezés által termelt energiát, és kiegészítő energiát biztosít az elektromos hajtómotornak.
(3) Egyenáramú/egyenáramú (DC/DC) konverter: Ez az eszköz a nagyfeszültségű egyenáramot az akkumulátorcsomagból a jármű tartozékainak működtetéséhez és a segédakkumulátorok töltéséhez szükséges alacsony feszültségű egyenárammá alakítja.
(4) Elektromos hajtómotor: Ez a motor az üzemanyagcellából és az akkumulátorcsomagból származó energiát használja a kerekek hajtásához. Egyes járművek beépített motorgenerátort használnak, amely mind a hajtási, mind a regenerációs funkciókat látja el.
(5) Üzemanyagcella-köteg: Olyan alkatrész, amely hidrogént és oxigént használ villamos energia előállítására.
(6) Üzemanyag-betöltő: Az üzemanyag-adagoló fúvókája a betöltőnyíláson keresztül csatlakozik a járműben lévő tartályhoz, hogy feltöltse a járművet.
(7) Üzemanyagtartály (hidrogén): A hidrogént a jármű fedélzetén tárolják.
(8) FCEV teljesítményelektronikai vezérlő: Ez az eszköz kezeli az üzemanyagcella és az akkumulátor által szolgáltatott teljesítményt, szabályozza a hajtómotor fordulatszámát és az általa termelt nyomatékot.
(9) Hőszabályozó rendszer (hűtés): Ez a rendszer fenntartja a megfelelő üzemi hőmérséklet-tartományt az üzemanyagcella, a motor, a teljesítményelektronika és más alkatrészek számára.
(10) Erőátvitel: A sebességváltó átadja az elektromos hajtómotor mechanikai erejét a kerekeknek.
