Princip rada i trend razvoja
električnih vozila na gorive ćelije
I. Uvod u vozila sa vodoničnim gorivnim ćelijama
FCEV koristi električnu energiju za napajanje motora. U poređenju s drugim električnim vozilima, FCEV koristi vodonične gorivne ćelije za proizvodnju električne energije umjesto da crpi električnu energiju samo iz baterija. Tokom procesa dizajna vozila, proizvođači vozila definiraju snagu vozila veličinom motora, koji dobiva snagu iz gorivnih ćelija i baterija odgovarajuće veličine. Iako proizvođači automobila mogu dizajnirati FCEV s plug-in funkcijom za punjenje baterije, većina FCEV danas koristi baterije za obnavljanje energije kočenja, pruža dodatnu snagu tokom kratkih događaja ubrzanja i ujednačava snagu koju daje gorivna ćelija odabirom mirovanja ili gašenjem gorivne ćelije tokom niske potrošnje energije. FCEV kao gorivo koristi čisti vodonik uskladišten u rezervoaru za gorivo. Slično tradicionalnim motorima s unutrašnjim sagorijevanjem, mogu se napuniti gorivom za manje od 4 minute i imaju domet veći od 500 km. FCEV ne proizvodi štetne emisije iz ispušne cijevi, već samo vodenu paru i vrući zrak. Slika 1 prikazuje glavne komponente električnog vozila sa vodoničnim gorivnim ćelijama.
(1) Pomoćna baterija: U električnim vozilima, niskonaponska pomoćna baterija daje snagu za pokretanje vozila prije nego što se aktivira pogonski akumulator; takođe obezbeđuje napajanje za dodatnu opremu vozila.
(2) Baterija: Ova visokonaponska baterija pohranjuje energiju proizvedenu regenerativnim kočenjem i osigurava dodatnu snagu električnom pogonskom motoru.
(3) Pretvarač jednosmerne/jednosmerne struje (DC/DC): Ovaj uređaj pretvara visokonaponsku jednosmernu struju iz baterijskog paketa u niskonaponsku jednosmernu struju koja je potrebna za rad pribora vozila i punjenje pomoćnih baterija.
(4) Električni pogonski motor: Ovaj motor koristi snagu iz gorivne ćelije i baterije za pogon kotača. Neka vozila koriste integrirani motor-generator koji obavlja i pogonske i regeneracijske funkcije.
(5) Sloj gorivih ćelija: Komponenta koja koristi vodonik i kiseonik za proizvodnju električne energije.
(6) Punjač goriva: mlaznica na razdjelniku goriva se povezuje sa posudom na vozilu kroz otvor za punjenje kako bi se napunilo vozilo.
(7) Spremnik za gorivo (vodonik): Vodik se nalazi u vozilu.
(8) FCEV kontroler energetske elektronike: Ovaj uređaj upravlja snagom koju isporučuju gorivne ćelije i energetska baterija, kontrolirajući brzinu pogonskog motora i obrtni moment koji proizvodi.
(9) Sistem upravljanja toplotom (hlađenje): Ovaj sistem održava odgovarajući opseg radne temperature za gorivnu ćeliju, motor, energetsku elektroniku i druge komponente.
(10) Prenos: Menjač prenosi mehaničku snagu elektromotora na točkove.
