一、燃料電池客車的關鍵技術有哪些
燃料電池客車屬于電動客車,其關鍵技(ji)術也與普(pu)通電動(dong)客車的關鍵技(ji)術相同,主要是電池技(ji)術、電機(ji)技(ji)術、控制器技(ji)術三方(fang)面:
1、電池技術
電(dian)池(chi)是(shi)(shi)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)汽車(che)的(de)(de)動(dong)力源(yuan)泉,也是(shi)(shi)一直制約燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)汽車(che)發展的(de)(de)關鍵(jian)因素(su)。燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)直接將燃(ran)料(liao)的(de)(de)化(hua)學能(neng)(neng)(neng)轉變(bian)為電(dian)能(neng)(neng)(neng),能(neng)(neng)(neng)量(liang)轉變(bian)效率高(gao),比能(neng)(neng)(neng)量(liang)和比功率都高(gao),并且可以控制反應過(guo)程(cheng),能(neng)(neng)(neng)量(liang)轉化(hua)過(guo)程(cheng)可以連(lian)續進行,因此是(shi)(shi)理想的(de)(de)汽車(che)用電(dian)池(chi)還處于研(yan)制階段,一些關鍵(jian)技(ji)術(shu)還有(you)待突破(po)。
2、電機技術
電(dian)(dian)(dian)動汽(qi)車(che)驅動電(dian)(dian)(dian)機(ji)是(shi)(shi)所有電(dian)(dian)(dian)動汽(qi)車(che)必不可少的(de)(de)(de)關鍵(jian)部件,使(shi)用(yong)較(jiao)多的(de)(de)(de)有直流有刷、永(yong)磁無刷、交(jiao)流感(gan)應和(he)開關磁阻4種電(dian)(dian)(dian)機(ji)。4種電(dian)(dian)(dian)機(ji)各(ge)有優缺點(dian),但是(shi)(shi)對于電(dian)(dian)(dian)動汽(qi)車(che)而言,由于電(dian)(dian)(dian)能是(shi)(shi)由各(ge)類電(dian)(dian)(dian)池提供的(de)(de)(de),價格昂貴(gui)而彌足珍(zhen)貴(gui),所以使(shi)用(yong)相(xiang)對效率(lv)最高(gao)的(de)(de)(de)永(yong)磁無刷電(dian)(dian)(dian)機(ji)是(shi)(shi)較(jiao)為合理的(de)(de)(de),它已被廣泛應用(yong)于功率(lv)小(xiao)于100kW 的(de)(de)(de)現代電(dian)(dian)(dian)動汽(qi)車(che)上。
3、控制器技術
控(kong)制(zhi)器技術的(de)變速(su)和方向變換是(shi)靠電(dian)(dian)(dian)動(dong)(dong)機(ji)(ji)調(diao)(diao)速(su)控(kong)制(zhi)裝(zhuang)置來完成的(de),其原理是(shi)通過控(kong)制(zhi)電(dian)(dian)(dian)動(dong)(dong)機(ji)(ji)的(de)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)和電(dian)(dian)(dian)流來實(shi)現電(dian)(dian)(dian)動(dong)(dong)機(ji)(ji)的(de)驅動(dong)(dong)轉(zhuan)矩和旋轉(zhuan)方向的(de)控(kong)制(zhi)。燃料電(dian)(dian)(dian)池客車應用較(jiao)廣泛(fan)的(de)是(shi)晶閘管斬波(bo)調(diao)(diao)速(su),通過均勻改變電(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)的(de)端電(dian)(dian)(dian)壓(ya),控(kong)制(zhi)電(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)的(de)電(dian)(dian)(dian)流,來實(shi)現電(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)的(de)無級調(diao)(diao)速(su)。
二、燃料電池客車技術要求
燃料電池客車是以燃料電池系(xi)統作為單一動力(li)源或燃料電池系(xi)統與(yu)可充電儲能系(xi)統作為混合(he)動力(li)源或主(zhu)動力(li)源的客車,根據《燃料電池客車技術規(gui)范》(JT/T 1342-2020),燃料電池客車主(zhu)要(yao)有以下技術要(yao)求:
1、一般要求
一般要(yao)求(qiu)部分主要(yao)從(cong)環(huan)境適(shi)應(ying)、功能等方面規定燃料(liao)電池客車(che)的(de)基本要(yao)求(qiu)。定義了(le)燃料(liao)電池客車(che)可適(shi)用的(de)常規環(huan)境區域的(de)溫度(du)、濕度(du)、氣壓和海拔等指標;同(tong)時針對寒冷(leng)地區,特別強調(diao)了(le)車(che)輛(liang)需(xu)要(yao)做特殊防護(hu)措施,以(yi)確保燃料(liao)電池動力系統(tong)可以(yi)在正常狀態下(xia)運行(xing)。同(tong)時也強調(diao)了(le)安裝車(che)載終(zhong)端(duan)的(de)要(yao)求(qiu),并(bing)明(ming)確應(ying)符合(he)GB/T 32960系列標準(zhun)的(de)要(yao)求(qiu)。
2、性能要求
在性(xing)(xing)(xing)(xing)能要求部分,主要從動(dong)(dong)力性(xing)(xing)(xing)(xing)能,舒適性(xing)(xing)(xing)(xing)、續駛里程、EMC四個方面(mian)對燃(ran)(ran)料(liao)電(dian)(dian)池客(ke)車(che)的(de)(de)性(xing)(xing)(xing)(xing)能提出要求。燃(ran)(ran)料(liao)電(dian)(dian)池客(ke)車(che)應達到的(de)(de)加速性(xing)(xing)(xing)(xing)能(從0-50km/h的(de)(de)加速時(shi)(shi)間)應≤30s;爬坡性(xing)(xing)(xing)(xing)能根(gen)據車(che)型(xing)不同有(you)所不同,最大爬坡度分別(bie)應≥12%、15%;在40km/h等速工況時(shi)(shi),應有(you)大于(yu)300 km的(de)(de)續駛里程;另外,還規定了燃(ran)(ran)料(liao)電(dian)(dian)池系(xi)(xi)(xi)統的(de)(de)總(zong)額定功(gong)率(lv)與驅動(dong)(dong)電(dian)(dian)機的(de)(de)總(zong)額定功(gong)率(lv)比值不低(di)于(yu)50%,且燃(ran)(ran)料(liao)電(dian)(dian)池系(xi)(xi)(xi)統額定功(gong)率(lv)不小于(yu)30kW;舒適性(xing)(xing)(xing)(xing)方面(mian),主要考慮燃(ran)(ran)料(liao)電(dian)(dian)池系(xi)(xi)(xi)統在運行時(shi)(shi)空氣壓縮機和尾排(pai)系(xi)(xi)(xi)統的(de)(de)噪音對車(che)內噪音的(de)(de)影響。
3、安全要求
在整車安全要求部分,主要規定了燃料電池客車高壓警示標志要求、整車功能安全要求;另外,燃料電池系統部件在整車上安裝位置、結構防護要求及防護等級應不低IP67;燃料電池客車上應(ying)有預防(fang)氫燃料泄(xie)露技術要求及報警措(cuo)施(shi);并(bing)對(dui)氫氣加注(zhu)安全做(zuo)了明(ming)確的規(gui)定。
4、燃料電池系統要求
主(zhu)要(yao)是對燃料電(dian)(dian)池系(xi)統(tong)的基本要(yao)求(qiu)、燃料電(dian)(dian)池系(xi)統(tong)在整(zheng)車上安(an)裝使用的安(an)全(quan)要(yao)求(qiu)兩個方(fang)面,包括外形尺寸、結構安(an)全(quan)、運行要(yao)求(qiu)、機械物(wu)理特性、安(an)全(quan)要(yao)求(qiu)、電(dian)(dian)氣特性、故障防護等。
5、車載氫系統要求
燃料(liao)電池客車高(gao)壓儲氫系(xi)統(tong)的(de)儲氫容器、儲氫裝置(zhi)安裝結構(gou)及位置(zhi)、氫燃料(liao)泄露(lu)防護和氫管路布置(zhi)均有相關要求(qiu)。