電気自動車の燃料電池
自動車産業における水素の力
水素は宇宙で最も豊富な元素です。 世界が汚染の少ない再生可能エネルギー源の開発に向けて取り組んでいるため、この非常に利用可能な要素を使用する燃料電池技術を開発することも理にかなっています。 そのような開発の XNUMX つが、エンジンの動力源としてのみ水素を使用する燃料電池電気自動車 (FCEV) の作成です。
燃料電池車はどのように機能しますか?
燃料電池車は電気自動車と見なされますが、水素はプラグインやバッテリー駆動のハイブリッド車とは異なる反応を示します。 水素は、電気化学的に反応することにより、自動車に電力を供給する電気を生成できます。 圧縮された水素ガスは、単にガスを燃焼させるのではなく、化学エネルギーを使用して燃料を電気エネルギーに変換する車載燃料電池スタックに供給されます。 得られた電気は、車の電気モーターに電力を供給するために使用されます。 このプロセスはガスを燃焼せずに変換するため、結果として生じる廃棄物は水だけになり、テールパイプの排出量はゼロになります。
燃料電池内で、水素はアノードに入り、水素元素のプロトンと電子への分離を促進する触媒に到達します。 これらの結果として生じる電子は、車の高電圧回路を介してホイールと車載バッテリーを回転させるモーターに給電する導電性集電体によって収集されます。
主なコンポーネント
自動車の主要コンポーネントを調べることで、燃料電池電気自動車がどのように機能するかをより深く理解することができます。
- 補助バッテリー。 低電圧バッテリーは、トラクション バッテリーが接続される前に、車両の始動に必要な電力を供給します。 このバッテリーは、車両のアクセサリにも電力を供給します。
- バッテリーパック。 回生ブレーキは、高電圧バッテリーに蓄えられるエネルギーを生み出します。 補助エネルギーが必要な場合、バッテリーは電動トラクションモーターにもエネルギーを供給します。
- 電気牽引モーター。 このモーターは、トラクション バッテリー パックと燃料電池からの電力を使用して、車両の車輪に電力を供給します。 より高度な技術を備えた一部の車両には、回生機能と駆動機能の両方を実行するモータージェネレーターが搭載されています。
- 燃料電池スタック。 酸素と水素を使って発電する膜電極の集合体
- パワエレコントローラー。 このコンポーネントは、トラクション バッテリーと燃料電池から供給される電気エネルギーの流れを管理し、電動トラクション モーターの速度とトルクを制御します。
- 熱管理システム。 この冷却システムは、電気モーター、燃料電池、電子機器、およびその他のコンポーネントの適切な動作温度範囲を維持します。
水素自動車のメリット
業界に適用された膨大な時間と開発によって証明されるように、水素動力車には多くの利点があります。
まず、燃料電池車はゼロエミッション車です。 歴史的に使用されてきた化石燃料とは異なり、FCEV は有害な排出物を生成しません。 唯一の副産物は水と熱であり、水素は持続可能でゼロエミッションの燃料源です。 これにより、有毒物質の取り扱いや保管が不要になるため、車両に関連するコストが削減されます。 バッテリーのその他のコスト削減は、バッテリーの交換、充電、またはその他の管理が不要であり、人件費と時間のコストが削減されるという事実にあります。
FCEV は、自動車の典型的な内燃機関と比較して、効率評価も向上しています。 水素燃料電池は一般的に 40% ～ 60% のエネルギー効率評価、典型的なガソリン車の効率は約 25% です。
FCEV はより効率的であるだけでなく、堅牢な信頼性も備えています。 このテクノロジーは、華氏マイナス 40 度までの極寒の環境や、砂漠やハリケーンなどの過酷な気象環境など、最も過酷な条件に対しても機能し続けることが証明されています。 勤勉でペースの速い職場環境でも、水素燃料電池車を導入することでメリットが得られます。
未来の乗り物
将来、水素自動車が市場の重要な部分を占めることは間違いありません。 それらには、技術がさらに発展するにつれて増加するだけの幅広い利点があります。
