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講解氫燃料動力電池動力系統的核心技術

鉅大LARGE  |  點擊量:1198次  |  2021年02月01日  

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模的產業化。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,在工業和民用領域,密封材料的性能也是衡量一個大國制造業水平的重要依據。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。這就是為何在傳統汽車領域,那些優秀性能的剎車系統和汽油柴油直噴發動機的燃油共軌系統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工作,假如發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。


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