鉅大LARGE | 點擊量:1330次 | 2021年02月01日
介紹氫燃料動力電池動力系統(tǒng)的核心技術
氫燃料動力電池的好處顯而易見,電力轉換效率極高,而且過程中十分安靜,也不會要大量散熱。這就是為何豐田Mirai僅僅攜帶5kg氫氣就能續(xù)航700公里+的原因。極大的能量密度和極高的能量轉換效率,是氫燃料動力電池最大的特點。燃料動力電池反應堆的核心技術是質子交換膜以及催化劑,這些技術目前重要被歐美大公司所壟斷,在我國并沒有形成太大規(guī)模的產業(yè)化。所以反應堆被列為核心技術就很容易理解了,那么儲氣罐為何也是核心技術呢?
就如同一個大國的裝備制造水平相同,在工業(yè)和民用領域,密封材料的性能也是衡量一個大國制造業(yè)水平的重要依據。歐美很多國家關于高性能密封材料的配方和制造工藝是絕對保密的。這就是為何在傳統(tǒng)汽車領域,那些優(yōu)秀性能的剎車系統(tǒng)和汽油柴油直噴發(fā)動機的燃油共軌系統(tǒng)都來自于歐美供應商,因為它們的核心技術就是密封技術。
關于氫燃料動力電池車也是這樣,要想提高續(xù)航里程就要多謝帶氫氣,而能夠儲存氫氣的壓力容器關于壓力的承受力,就是能夠攜帶氫氣多少的關鍵。正因為氫氣的密度很小,所以必須經過壓縮甚至是低溫液化后,儲存在壓力容器當中才能獲得足夠的能量密度,容器可承受的壓力越大,單位體積內攜帶的氫氣就越多。而容器可承受壓力越大,也意味著對密封性能和抗壓性能的要求越高。豐田Mirai在氫氣儲存方面的性能是世界領先的,并且車型已經量產,即便這樣,攜帶5kg的氫氣仍然要兩個很大的儲氣罐,因此占據了車內后部的很多空間,使得整車在造型上有別于傳統(tǒng)電動汽車,車尾高度相對較高。
在整個燃料動力電池車運作的過程中,燃料動力電池反應堆是一個化學反應的場所。它只要源源不斷的供給少量氫氣就可以持續(xù)工作,假如發(fā)生氫氣泄漏或者安全事故,可以迅速切斷供應氫氣的路徑來防止氫氣的燃燒。大家都能想到,最有可能影響燃料動力電池車安全性的是儲氣罐。
所以在設計儲氣罐時必須充分考慮安全碰撞問題:一方面儲氣罐的殼體材料要夠輕,另一方面要有足夠的強度用于耐受撞擊。因此,儲氫罐一般都是以成本高昂的碳纖維及其它復合材料組合而成。