Inleiding tot waterstofbrandstofcelvoertuigen
Momenteel zijn de meest volwassen nieuwe energievoertuigen hybride elektrische voertuigen (PHEV’s) en batterij-elektrische voertuigen (BEV’s). Ter vergelijking: voertuigen op waterstofbrandstofcellen (FCEV’s) hebben een aanzienlijk ontwikkelingspotentieel.
FCEV's gebruiken elektriciteit om een elektromotor aan te drijven. In tegenstelling tot andere elektrische voertuigen wekken FCEV's elektriciteit op uit een waterstofbrandstofcel, in plaats van uitsluitend uit batterijen. Tijdens het ontwerp van voertuigen definiëren fabrikanten het vermogen van het voertuig aan de hand van de grootte van de elektromotor, die stroom haalt uit een brandstofcel en een accupakket van de juiste grootte. Hoewel autofabrikanten plug--FCEV's kunnen ontwerpen om de batterij op te laden, gebruiken de meeste FCEV's tegenwoordig batterijen om remenergie terug te winnen, extra vermogen te leveren tijdens korte acceleraties, en om het vermogen van de brandstofcel tijdens perioden van laag energieverbruik af te vlakken door de brandstofcel stationair te laten draaien of uit te schakelen. FCEV's gebruiken pure waterstof die als brandstof in de brandstoftank van het voertuig is opgeslagen. Net als traditionele voertuigen met verbrandingsmotor kunnen ze in minder dan vier minuten worden bijgetankt en hebben ze een actieradius van meer dan 500 km. FCEV's produceren geen schadelijke uitlaatgassen, alleen waterdamp en hete lucht.
(1) Hulpaccu: In elektrische voertuigen levert de laag-hulpaccu stroom om het voertuig te starten voordat de aandrijfaccu wordt ingeschakeld; het levert ook stroom voor voertuigaccessoires.
(2) Accu: deze hoog-accu slaat energie op die wordt gegenereerd door regeneratief remmen en levert aanvullende stroom aan de elektrische aandrijfmotor.
(3) Gelijkstroom/gelijkstroom-omzetter (DC/DC): dit apparaat zet de gelijkstroom met hoge-spanning van de krachtige accu om in de gelijkstroom met lage-spanning die nodig is om voertuigaccessoires te laten werken en de hulpaccu op te laden.
(4) Elektrische aandrijfmotor: Deze motor gebruikt elektriciteit uit de brandstofcel en het accupakket om de wielen aan te drijven. Sommige voertuigen gebruiken een geïntegreerde motor-generator die zowel aandrijf- als regeneratiefuncties uitvoert.
(5) Brandstofcelstapel: een onderdeel dat waterstof en zuurstof gebruikt om elektriciteit op te wekken.
(6) Brandstofvuller: Een mondstuk op de brandstofvuller wordt via de vulpoort aangesloten op een houder op het voertuig om het voertuig bij te tanken.
(7) Brandstoftank (waterstof): Hierin wordt waterstof aan boord van het voertuig opgeslagen.
(8) FCEV-vermogenselektronicacontroller: dit apparaat beheert de elektrische energie die wordt geleverd door de brandstofcel en de accu, en regelt de snelheid van de aandrijfmotor en het koppel dat deze produceert.
(9) Thermisch beheersysteem (koeling): Dit systeem handhaaft het juiste bedrijfstemperatuurbereik voor de brandstofcel, motor, vermogenselektronica en andere componenten.
(10) Transmissie: De transmissie brengt het mechanische vermogen van de elektrische aandrijfmotor over op de wielen.
