燃料电池

动态性能:可变压力对重型卡车燃料电池发动机的影响

随着为重型运输卡车提供动力的燃料电池发动机的兴起,利用空气压缩机进行变压阴极空气输送已成为优化车辆性能的关键因素。该技术提供了可量化的优势,从提高效率和延长使用寿命到提高功率密度和降低运营成本。研究表明,可变压力阴极空气输送可以将燃料电池系统效率提高高达 15%,主要是通过改进阴极氧气浓度的控制,从而优化电化学反应。[1]

 

什么是可变压力阴极空气输送?

可变压力空气压缩机可以调节阴极的空气供应,阴极是燃料电池发动机内发生化学反应的关键部件。这种控制气流的灵活性就像给气球充气时所需的微妙平衡一样——压力太大有破裂的风险,而压力太小则导致充气不足。

同样,在燃料电池发动机中,实现空气和燃料的精确混合对于发电的电化学反应至关重要。通过微调气流,可变压力阴极空气输送可确保燃料电池系统内的最佳性能和效率。

现在急需的焦点集中在清洁和可持续的运输解决方案上,因此让我们探讨燃料电池发动机中的可变压力技术使重型卡车受益的四种方式。

 

适应不同的负载条件

重型卡车的负载可能会大幅波动,从空载到满载,或者介于两者之间。根据 ACT 研究, 当今道路上 70% 的牵引拖车“立方体”(拖车已满,无法装载更多货物),而 30% 的单位“毛重”(牵引车拖车的总重量)为最大法定重量)。 本篇 使得管理负载条件成为采用燃料电池发动机的首要考虑因素。

可变压力技术允许燃料电池发动机根据负载条件调整其性能。当卡车负载较重且需要更多动力时,系统会增加压力,向燃料电池输送必要的氧气,从而确保最佳性能。在较轻的负载期间,可以降低压力以节省能源并保持效率。

 

优化燃油效率

重型卡车长距离行驶时会遇到各种地形和行驶条件。这会对燃油效率造成压力,因为卡车会发挥更大的动力向前行驶。由使用变压系统的燃料电池发动机驱动的卡车可以精确控制供应到燃料电池堆的空气量。通过将气流与发动机的需求相匹配,该系统最大限度地减少了浪费的能源消耗,从而延长了行驶里程并降低了燃料成本。

 

性能一致可靠

当重型卡车长途行驶时,一致性和可靠性至关重要,从始至终都受到严格的要求。可变压力控制确保燃料电池发动机在整个路线上持续运行。这种稳定性增强了卡车的整体性能,无论外部因素如何,都能提供平稳的加速、可靠的动力传输和一致的操作。

 

提高耐用性和寿命

车辆磨损是正常的,并且由于其严格的承载工作循环和长距离,重型卡车发动机在其使用寿命期间会承受很大的磨损。可变压力系统通过减少发动机部件的压力来帮助缓解这种情况。通过根据负载条件自动调节空气供应,该系统可以防止发动机过度工作,从而减少关键部件的磨损,延长卡车的使用寿命并减少维护需求。

 

在追求更清洁、更高效的能源解决方案的过程中,燃料电池已经在改变许多行业,从交通运输到固定发电。 Accelera 的最新一代燃料电池发动机 FCE300 已准备好加速向清洁交通的转变。 FCE300 不仅结合了变压空气输送技术,还结合了先进的质子交换膜 (PEM) 堆栈技术、无缝集成的工厂平衡系统、机载控制和诊断,是持续创新的证明。 FCE300 的设计以可靠性和模块化为核心,专为严酷的重型公路应用而设计,体现了对模块化、集成简便性和可维护性的承诺。

 

 


 

[1] 资料来源:Zhang, X., et al. “具有可变阴极空气流量的质子交换膜燃料电池系统的动态性能分析。”电源杂志,卷。 362,2017 年,第 77-85 页