
燃料處理器將燃料轉(zhuǎn)換成燃料電池可用的狀態(tài)。
功率調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)電流、電壓、頻率等以滿足使用。
空氣壓縮機可以增加進入燃料電池的燃料氣體的氣壓,以提高燃料電池的效率。
2、驅(qū)動電機及控制系統(tǒng)是燃料電池汽車的心臟
驅(qū)動電機及控制系統(tǒng)是燃料電池汽車的心臟,它的功能是使電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能,并通過傳統(tǒng)系統(tǒng)將能量傳遞到車輪驅(qū)動車輛行駛。
其基本構(gòu)成為電機和控制器,電機由控制器控制,是一個將電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能的裝置,控制器的作用是將動力源的電能轉(zhuǎn)變?yōu)檫m合于電機運行的另一種形式的電能,所以控制器本質(zhì)上是一個電能變換控制裝置。
電動機驅(qū)動是燃料電池車惟一的驅(qū)動模式。大型燃料電池汽車如大客車一般采用感應電機驅(qū)動,主要應用在數(shù)十千萬以上的中、大功率系統(tǒng)中;小型燃料電池汽車如乘用車一般用無刷直流電機驅(qū)動系統(tǒng),主要應用在在數(shù)十千萬以下的中、小功率的系統(tǒng)中。
北京億華通,是燃料電池動力系統(tǒng)的開發(fā)與產(chǎn)業(yè)化以及氫能基礎設施運營廠商。公司核心業(yè)務是,以燃料電池發(fā)動機為核心,采用燃料電池發(fā)動機與動力電池的電-電混合動力系統(tǒng)構(gòu)型,為客戶提供集系統(tǒng)構(gòu)型分析、系統(tǒng)集成、動力系統(tǒng)優(yōu)化控制、工程服務為一體的整套解決方案。當前主要客戶為福田、宇通、金龍等客車廠業(yè)。

3、整車控制系統(tǒng)和其他新能源車類似,一樣可以向智能駕駛進擊
燃料電池汽車的整車控制系統(tǒng)和其他類型的新能源汽車是一樣的,它負責對燃料電池系統(tǒng)、電機驅(qū)動系統(tǒng)、動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、再生制動系統(tǒng)和其他輔助系統(tǒng)進行監(jiān)測和管理,也可以向智能化和數(shù)字化方向發(fā)展,包括神經(jīng)網(wǎng)絡、模糊運算和自適應控制等非線性智能控制技術(shù)都可以應用于燃料電池汽車的控制系統(tǒng)中。因此,燃料電池汽車一樣可以發(fā)展無人駕駛或智能駕駛。
4、輔助電源對燃料電池汽車極其重要,超級電容器應用的趨勢開始出現(xiàn)
燃料電池車是以燃料電池為主要電源和以電動機驅(qū)動為惟一的驅(qū)動模式的電動車輛,燃料電池汽車的基礎結(jié)構(gòu)多種多樣,按照驅(qū)動方式可分為純?nèi)剂想姵仳?qū)動和混合驅(qū)動兩種,區(qū)別主要在于是否加裝了輔助電源,輔助電源一般用蓄電池(鉛酸電池)、堿性電池或超級電容器。
目前,因受到燃料電池啟動較慢和燃料電池不能用充電來儲存電能的限制,多數(shù)燃料電池汽車都要增加輔助電源來加速燃料電池車的啟動,所需要的電能和儲存車輛制動反饋的能量。因此一般的燃料電池汽車大多是混合驅(qū)動型車,其動力系統(tǒng)關(guān)鍵裝備除了燃料電池,還包括DC/DC轉(zhuǎn)換器、驅(qū)動電動機及傳動系統(tǒng)、輔助電源。

輔助電源及管理系統(tǒng)是混合型燃料電池汽車動力系統(tǒng)中的重要組成部分,在汽車啟動、加速、爬坡等工況下,需要驅(qū)動功率大于燃料電池可以提供的功率時,釋放存儲的電能,從而降低燃料電池的峰值功率需求,使燃料電池工作在一個穩(wěn)定的工況下,而在汽車怠速、低速或減速等工況下,燃料電池功率大于驅(qū)動功率時,存儲動力系統(tǒng)富余的能量,或在回饋制動時,吸收存儲制動能量,從而提高整個動力系統(tǒng)的能量效率。

目前應用于混合燃料電池汽車的輔助電源主要有如鉛酸電池、鎳鎘電池、鎳氫電池、鋰離子電池、超級電容器等。由于蓄電池最便宜,目前輔助電源用的最多的還是蓄電池(鉛酸電池),主要采用EFB電池(增強型富液式鉛酸電池)和AGM電池(玻璃纖維吸附蓄電池),其供應商主要包括博世、法雷奧、德爾福和馬自達等廠商。此外,鎳氫電池由于其性價比優(yōu)勢,也是現(xiàn)在主流的燃料電池輔助電源方案之一。

江海股份,是國內(nèi)超級電容器龍頭廠商。公司2013年收購日本ACT,并積極與海內(nèi)外高校合作,引進資深研發(fā)團隊,從技術(shù)壁壘最高的電極材料到大容量超級電容器模組完成高度垂直一體化布局。由于蓄電池的循環(huán)壽命一般在幾百到幾千次,而且污染較大,而超級電容器能夠反復循環(huán)充放電幾十萬次,而且可以迅速地完成大量電荷的充放電。所以,部分混合驅(qū)動燃料電池汽車開始趨向于采用大容量超級電容器作為輔助電源應用,公司的超級電容器部分性能已經(jīng)已經(jīng)大幅超越Maxwell,預計公司將在混合驅(qū)動燃料電池汽車輔助電源上具備機會。
科力遠,是鎳氫電池龍頭。2013年底與常熟新中源、Primearth EV Energy、豐田(中國)投資、豐田通商簽署了科力美合營合同,公司出資21.76億日元,占有40%的股份,正式切入豐田汽車產(chǎn)業(yè)鏈,其中,豐田的混合動力及混合驅(qū)動燃料電池汽車輔助電源采用了鎳氫電池。后來公司又與吉利集團、長安汽車、昆明云內(nèi)動力股份有限公司就增資或投資公司控股子公司科力遠混合動力技術(shù)有限公司的相關(guān)事宜簽訂了《增資擴股框架協(xié)議》,顯示了公司在混合動力技術(shù)上的實力。
5、氫氣儲存罐
目前燃料電池汽車的主要燃料是氣態(tài)氫氣,主流的儲氫方式還用高壓儲。汽車一次充氣有足夠的行駛里程,就需要多個高壓儲氣瓶來儲存氣態(tài)氫氣。在儲氫罐輕量化和安全防碰撞等領(lǐng)域,日本村田是目前做得最好的廠商之一。

豐田Mirai高壓儲氫罐采用三層結(jié)構(gòu),內(nèi)層是密封氫氣的樹脂襯里,中層是確保耐壓強度的碳纖維強化樹脂(CFRP)層,表層是保護表面的玻璃纖維強化樹脂層。

Mirai的儲氫罐的輕量化瞄準的是中層,采用的是對含浸了樹脂的碳纖施加張力使之卷起層疊的纖維纏繞工藝,纏繞方法有強化筒部的環(huán)向纏繞、強化邊緣的高角度螺旋纏繞和強化底部的低角度螺旋纏繞三種,通過削減這三種方式的纏繞圈數(shù),豐田將CFRP的用量比原來減少了40%,使重量效率提升20%,達到了全球最高水平的5.7wt.%。另外,對于按照高壓儲氫罐的全球技術(shù)規(guī)則,豐田采取用含有膨脹石墨的耐火聚氨酯板來保護吸收下落沖擊的耐沖擊聚氨酯護板的方法,確保耐火性能。

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