Princip práce a vývojový trend
elektrických vozidel s palivovými články
I. Úvod do vozidel s vodíkovými palivovými články
FCEV využívá elektřinu k napájení motoru. Ve srovnání s jinými elektrickými vozidly FCEV využívá vodíkové palivové články k výrobě elektřiny, místo aby elektřinu čerpal pouze z baterií. Během procesu návrhu vozidla výrobci vozidel definují výkon vozidla velikostí motoru, který získává energii z palivových článků a bateriových sad odpovídající velikosti. Ačkoli výrobci automobilů mohou navrhnout FCEV s funkcí plug-in pro nabíjení baterie, většina dnešních FCEV používá baterie k rekuperaci brzdné energie, poskytuje dodatečný výkon při krátkých akceleracích a vyrovnává výkon dodávaný palivovým článkem volbou volnoběhu nebo vypnutím palivový článek při nízké spotřebě energie. FCEV využívá jako palivo čistý vodík uložený v palivové nádrži vozidla. Podobně jako u tradičních spalovacích motorů je lze natankovat za méně než 4 minuty a mají dojezd více než 500 km. FCEV neprodukuje škodlivé výfukové emise, pouze vodní páru a horký vzduch. Obrázek 1 ukazuje hlavní součásti elektrického vozidla s vodíkovými palivovými články.
(1) Pomocná baterie: V elektrických vozidlech poskytuje nízkonapěťová pomocná baterie energii pro nastartování vozidla před zapojením pohonné baterie; dodává také energii pro příslušenství vozidla.
(2) Baterie: Tato vysokonapěťová baterie uchovává energii generovanou regenerativním brzděním a poskytuje doplňkovou energii elektromotoru pohonu.
(3) Převodník stejnosměrného proudu/stejnosměrného proudu (DC/DC): Toto zařízení převádí vysokonapěťový stejnosměrný proud z napájecího akumulátoru na nízkonapěťový stejnosměrný proud potřebný k provozu příslušenství vozidla a nabíjení pomocných baterií.
(4) Elektrický hnací motor: Tento motor využívá energii z palivového článku a napájecího akumulátoru k pohonu kol. Některá vozidla používají integrovaný motor-generátor, který zajišťuje jak hnací, tak regenerační funkce.
(5) Sada palivových článků: Součást, která využívá vodík a kyslík k výrobě elektřiny.
(6) Palivová nádrž: Pistole na výdejním stojanu se připojuje k zásuvce na vozidle přes plnicí otvor pro doplňování paliva do vozidla.
(7) Palivová nádrž (vodík): Vodík je uložen na palubě vozidla.
(8) Řídicí jednotka výkonové elektroniky FCEV: Toto zařízení řídí výkon dodávaný palivovým článkem a napájecí baterií, řídí rychlost hnacího motoru a točivý moment, který produkuje.
(9) Systém řízení teploty (chlazení): Tento systém udržuje správný rozsah provozních teplot pro palivový článek, motor, výkonovou elektroniku a další součásti.
(10) Převodovka: Převodovka přenáší mechanickou sílu elektromotoru hnacího motoru na kola.
