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(jian)技術(shu)(shu)也與(yu)普通電(dian)動客車的(de)關鍵(jian)技術(shu)(shu)相同,主要是電(dian)池技術(shu)(shu)、電(dian)機技術(shu)(shu)、控制器技術(shu)(shu)三(san)方面:
1、電池技術
電(dian)(dian)池(chi)是(shi)燃(ran)料(liao)電(dian)(dian)池(chi)汽(qi)車(che)的(de)動(dong)力源(yuan)泉,也是(shi)一(yi)直制約燃(ran)料(liao)電(dian)(dian)池(chi)汽(qi)車(che)發展的(de)關鍵(jian)因素(su)。燃(ran)料(liao)電(dian)(dian)池(chi)直接(jie)將(jiang)燃(ran)料(liao)的(de)化學能(neng)轉(zhuan)(zhuan)變為(wei)電(dian)(dian)能(neng),能(neng)量(liang)轉(zhuan)(zhuan)變效率(lv)高,比能(neng)量(liang)和比功率(lv)都(dou)高,并且可以控制反應過程,能(neng)量(liang)轉(zhuan)(zhuan)化過程可以連續進行,因此是(shi)理想的(de)汽(qi)車(che)用電(dian)(dian)池(chi)還處于(yu)研(yan)制階(jie)段,一(yi)些(xie)關鍵(jian)技術(shu)還有待突破。
2、電機技術
電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)動(dong)(dong)汽(qi)(qi)車(che)(che)驅動(dong)(dong)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)機是(shi)所有(you)(you)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)動(dong)(dong)汽(qi)(qi)車(che)(che)必不可(ke)少的(de)關鍵部件,使用(yong)較多(duo)的(de)有(you)(you)直流有(you)(you)刷(shua)、永磁無刷(shua)、交流感應和開關磁阻(zu)4種(zhong)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)機。4種(zhong)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)機各有(you)(you)優缺點,但是(shi)對于電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)動(dong)(dong)汽(qi)(qi)車(che)(che)而(er)言,由于電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)能(neng)是(shi)由各類電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池提供(gong)的(de),價格昂貴而(er)彌(mi)足(zu)珍貴,所以使用(yong)相對效率最高的(de)永磁無刷(shua)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)機是(shi)較為合理的(de),它已(yi)被(bei)廣泛應用(yong)于功率小于100kW 的(de)現代電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)動(dong)(dong)汽(qi)(qi)車(che)(che)上(shang)。
3、控制器技術
控(kong)制(zhi)(zhi)器技術的(de)變速和方向(xiang)變換是靠電(dian)(dian)動(dong)機(ji)(ji)(ji)調速控(kong)制(zhi)(zhi)裝置(zhi)來(lai)(lai)完成的(de),其(qi)原理是通過控(kong)制(zhi)(zhi)電(dian)(dian)動(dong)機(ji)(ji)(ji)的(de)電(dian)(dian)壓(ya)和電(dian)(dian)流(liu)來(lai)(lai)實現電(dian)(dian)動(dong)機(ji)(ji)(ji)的(de)驅動(dong)轉(zhuan)矩(ju)和旋轉(zhuan)方向(xiang)的(de)控(kong)制(zhi)(zhi)。燃料電(dian)(dian)池客(ke)車應(ying)用較廣泛的(de)是晶閘管斬波調速,通過均(jun)勻改變電(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)的(de)端電(dian)(dian)壓(ya),控(kong)制(zhi)(zhi)電(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)的(de)電(dian)(dian)流(liu),來(lai)(lai)實現電(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)的(de)無級調速。
二、燃料電池客車技術要求
燃料(liao)電(dian)(dian)池客車(che)是以燃料(liao)電(dian)(dian)池系(xi)(xi)統(tong)作為(wei)單一(yi)動(dong)力源(yuan)或燃料(liao)電(dian)(dian)池系(xi)(xi)統(tong)與可充電(dian)(dian)儲能(neng)系(xi)(xi)統(tong)作為(wei)混合(he)動(dong)力源(yuan)或主動(dong)力源(yuan)的(de)客車(che),根據《燃料(liao)電(dian)(dian)池客車(che)技術(shu)規(gui)范》(JT/T 1342-2020),燃料(liao)電(dian)(dian)池客車(che)主要有以下技術(shu)要求:
1、一般要求
一般要求(qiu)部分(fen)主要從環境(jing)(jing)適(shi)(shi)應、功能等方(fang)面規定(ding)燃(ran)料電(dian)池(chi)客車(che)的(de)(de)基本要求(qiu)。定(ding)義(yi)了(le)燃(ran)料電(dian)池(chi)客車(che)可適(shi)(shi)用的(de)(de)常規環境(jing)(jing)區(qu)域(yu)的(de)(de)溫度(du)、濕度(du)、氣壓和(he)海拔(ba)等指標(biao);同時(shi)針對寒冷地區(qu),特(te)別(bie)強調了(le)車(che)輛(liang)需要做特(te)殊防護(hu)措施,以(yi)確(que)保(bao)燃(ran)料電(dian)池(chi)動(dong)力系統可以(yi)在正常狀態下運行。同時(shi)也強調了(le)安裝(zhuang)車(che)載終端的(de)(de)要求(qiu),并明(ming)確(que)應符合GB/T 32960系列標(biao)準的(de)(de)要求(qiu)。
2、性能要求
在(zai)性(xing)能(neng)要(yao)求部分,主要(yao)從動力性(xing)能(neng),舒適(shi)性(xing)、續(xu)駛里程、EMC四個方面(mian)對燃(ran)(ran)(ran)料(liao)(liao)電(dian)池客(ke)車的(de)(de)性(xing)能(neng)提出要(yao)求。燃(ran)(ran)(ran)料(liao)(liao)電(dian)池客(ke)車應達到的(de)(de)加速(su)性(xing)能(neng)(從0-50km/h的(de)(de)加速(su)時(shi)間)應≤30s;爬坡性(xing)能(neng)根據車型不(bu)同有(you)所不(bu)同,最大爬坡度分別應≥12%、15%;在(zai)40km/h等速(su)工況(kuang)時(shi),應有(you)大于300 km的(de)(de)續(xu)駛里程;另(ling)外,還(huan)規定(ding)了(le)燃(ran)(ran)(ran)料(liao)(liao)電(dian)池系(xi)統(tong)的(de)(de)總額(e)定(ding)功(gong)率與驅(qu)動電(dian)機的(de)(de)總額(e)定(ding)功(gong)率比值(zhi)不(bu)低(di)于50%,且燃(ran)(ran)(ran)料(liao)(liao)電(dian)池系(xi)統(tong)額(e)定(ding)功(gong)率不(bu)小于30kW;舒適(shi)性(xing)方面(mian),主要(yao)考(kao)慮燃(ran)(ran)(ran)料(liao)(liao)電(dian)池系(xi)統(tong)在(zai)運行時(shi)空(kong)氣壓縮機和(he)尾(wei)排系(xi)統(tong)的(de)(de)噪(zao)音對車內噪(zao)音的(de)(de)影(ying)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;燃料電池客車上應有(you)預(yu)防氫(qing)燃料泄露技術(shu)要求及報警措(cuo)施;并對(dui)氫(qing)氣(qi)加注安全做(zuo)了明確的規定(ding)。
4、燃料電池系統要求
主要是對燃料電池系統的基本要求(qiu)、燃料電池系統在整車上安裝使用的安全(quan)要求(qiu)兩個方面,包(bao)括外形尺寸、結構安全(quan)、運行要求(qiu)、機械物理特性(xing)、安全(quan)要求(qiu)、電氣特性(xing)、故障(zhang)防護等(deng)。
5、車載氫系統要求
燃料電(dian)池客車高(gao)壓儲氫系統的儲氫容器、儲氫裝置安裝結(jie)構及(ji)位(wei)置、氫燃料泄露(lu)防護和氫管路布置均有相關(guan)要求。