Принцип на работа и тенденция на развитие
на електрически превозни средства с горивни клетки
I. Въведение в превозните средства с водородни горивни клетки
FCEV използва електричество за захранване на двигателя. В сравнение с други електрически превозни средства, FCEV използва водородни горивни клетки за генериране на електричество, вместо да черпи електричество само от батерии. По време на процеса на проектиране на превозното средство, производителите на превозни средства определят мощността на превозното средство според размера на двигателя, който получава енергия от горивни клетки с подходящ размер и батерийни пакети. Въпреки че производителите на автомобили могат да проектират FCEV с plug-in функционалност за зареждане на батерията, повечето FCEV днес използват батерии за възстановяване на спирачната енергия, осигуряване на допълнителна мощност по време на кратки събития на ускорение и изглаждане на мощността, осигурена от горивната клетка чрез избиране на празен ход или изключване на горивна клетка при ниско потребление на енергия. FCEV използва като гориво чист водород, съхраняван в резервоара за гориво на автомобила. Подобно на традиционните двигатели с вътрешно горене, те могат да се зареждат с гориво за по-малко от 4 минути и имат пробег от повече от 500 км. FCEV не произвежда вредни емисии от ауспуха, а само водна пара и горещ въздух. Фигура 1 показва основните компоненти на електрическо превозно средство с водородни горивни клетки.
(1) Допълнителна батерия: В електрическите превозни средства спомагателната батерия с ниско напрежение осигурява захранване за стартиране на превозното средство, преди да бъде включена задвижващата батерия; той също така осигурява захранване за аксесоарите на автомобила.
(2) Батериен пакет: Тази високоволтова батерия съхранява енергия, генерирана от регенеративно спиране, и осигурява допълнителна мощност на електрическия двигател.
(3) Преобразувател на постоянен ток/постоянен ток (DC/DC): Това устройство преобразува постоянния ток с високо напрежение от комплекта захранващи батерии в постоянен ток с ниско напрежение, необходим за работа с аксесоари на автомобила и зареждане на спомагателни батерии.
(4) Електрически задвижващ мотор: Този мотор използва енергията от горивната клетка и захранващата батерия, за да задвижва колелата. Някои превозни средства използват интегриран мотор-генератор, който изпълнява едновременно задвижващи и регенериращи функции.
(5) Комплект горивни клетки: Компонент, който използва водород и кислород за генериране на електричество.
(6) Резервоар за пълнене на гориво: Дюза на дозатора за гориво се свързва към гнездо на превозното средство през отвора за пълнене, за да зареди превозното средство с гориво.
(7) Резервоар за гориво (водород): Водородът се съхранява на борда на превозното средство.
(8) Контролер на силовата електроника FCEV: Това устройство управлява мощността, доставяна от горивната клетка и захранващата батерия, като контролира скоростта на задвижващия мотор и въртящия момент, който произвежда.
(9) Система за термично управление (охлаждане): Тази система поддържа правилния работен температурен диапазон за горивната клетка, двигателя, силовата електроника и други компоненти.
(10) Трансмисия: Трансмисията прехвърля механичната мощност на електрическия двигател към колелата.
