Wprowadzenie do pojazdów napędzanych wodorowymi ogniwami paliwowymi
Obecnie najbardziej dojrzałymi pojazdami wykorzystującymi nowe źródła energii są pojazdy hybrydowo-elektryczne (PHEV) i pojazdy elektryczne zasilane akumulatorami (BEV). Dla porównania, pojazdy napędzane wodorowymi ogniwami paliwowymi (FCEV) mają znaczny potencjał rozwojowy.
Pojazdy FCEV wykorzystują energię elektryczną do zasilania silnika elektrycznego. W przeciwieństwie do innych pojazdów elektrycznych, pojazdy FCEV wytwarzają energię elektryczną z wodorowych ogniw paliwowych, a nie wyłącznie z akumulatorów. Podczas projektowania pojazdu producenci definiują moc pojazdu na podstawie wielkości silnika elektrycznego, który czerpie energię z ogniwa paliwowego i akumulatora o odpowiedniej wielkości. Chociaż producenci samochodów mogą projektować pojazdy FCEV typu „wtyczki” w celu ładowania akumulatora, większość współczesnych pojazdów FCEV wykorzystuje akumulatory do odzyskiwania energii hamowania, dostarczania dodatkowej mocy podczas krótkich przyspieszań i wygładzania mocy ogniwa paliwowego w okresach niskiego zapotrzebowania na moc poprzez pracę na biegu jałowym lub wyłączanie ogniwa paliwowego. Pojazdy FCEV wykorzystują jako paliwo czysty wodór przechowywany w zbiorniku paliwa pojazdu. Podobnie jak tradycyjne pojazdy spalinowe, można je zatankować w niecałe cztery minuty i mają zasięg ponad 500 km. Pojazdy FCEV nie emitują szkodliwych spalin, a jedynie parę wodną i gorące powietrze.
(1) Akumulator pomocniczy: w pojazdach elektrycznych pomocniczy akumulator niskiego-napięcia zapewnia energię potrzebną do uruchomienia pojazdu przed włączeniem akumulatora napędowego; zapewnia również zasilanie akcesoriów samochodowych.
(2) Zestaw akumulatorów: ten akumulator-wysokonapięciowy przechowuje energię wytwarzaną podczas hamowania regeneracyjnego i zapewnia dodatkową moc elektrycznemu silnikowi napędowemu.
(3) Przetwornica prądu stałego/prądu stałego (DC/DC): to urządzenie przekształca energię prądu stałego o wysokim-natężeniu z zestawu akumulatorów na energię prądu stałego o niskim-wymaganiu do zasilania akcesoriów pojazdu i ładowania akumulatora pomocniczego.
(4) Elektryczny silnik napędowy: Silnik ten wykorzystuje energię elektryczną z ogniwa paliwowego i zestawu akumulatorów do napędzania kół. Niektóre pojazdy korzystają ze zintegrowanego-silnika-generatora, który realizuje zarówno funkcje napędu, jak i regeneracji.
(5) Stos ogniw paliwowych: element wykorzystujący wodór i tlen do wytwarzania energii elektrycznej.
(6) Wlew paliwa: Dysza wlewu paliwa łączy się z gniazdem w pojeździe przez otwór wlewu w celu zatankowania pojazdu.
(7) Zbiornik paliwa (wodór): Służy do przechowywania wodoru w pojeździe.
(8) Elektroniczny sterownik mocy FCEV: To urządzenie zarządza energią elektryczną dostarczaną przez ogniwo paliwowe i akumulator, kontrolując prędkość silnika napędowego i wytwarzany przez niego moment obrotowy.
(9) System zarządzania temperaturą (chłodzenie): System ten utrzymuje odpowiedni zakres temperatur roboczych ogniwa paliwowego, silnika, elektroniki mocy i innych komponentów.
(10) Przekładnia: Przekładnia przenosi moc mechaniczną elektrycznego silnika napędowego na koła.
