在全球碳减排以促进碳中和社会的一致目标下,氢作为零碳的清洁能源以其独特的环保和性能优势发挥着极为重要的作用;同时氢的“热”能量约为汽油的3倍,可同时实现高效、清洁、可持续的“零碳”,更适用于大卡车、巴士、以及大型轮船等长距离移动出行工具。

 

 

电装在燃料电池车相关产品领域已经拥有20年的开发经验,对于如何安全、快速填充氢气、通过燃料电池堆栈将氢能转换成电能、将电能高效转换成行驶能等都具备丰富的经验。

安全快速填充氢气

电装研发的技术可实现一次性将140L的氢气填充于储氢罐内,可供行驶近800公里。传统的储氢罐填充满需10分钟,现可通过高压供给氢,填充时间缩短至3分钟。在氢气填充过程中,通过罐内的高精度温度传感器即刻感知温度变化,结合氢站的填充系统和红外线传感器,实现紧密配合,由此可实现更安全、快速的氢气填充。

 

 

氢能高效转换电能

通过将氢和空气以合适的状态供给给燃料电池堆栈以进行发电制造能源,这个过程中产生的“热”如果温度过高,发电效率便会降低,导致产品寿命缩短,相反,温度也不能过低。因此为了让燃料电池堆栈发挥最佳性能,温度必须控制在40~60℃的范围内。而燃料电池堆栈的温度很大程度上受外部气温和行驶情况的影响,因此必须基于实时温度变化进行细微调节。

 

 

对此,电装开发的用于燃料电池车的电动水泵和冷却水控制阀就可以发挥重要的作用。该装置能根据实时的变化进行细微调节,放掉多余的热,同时确保不会因为过度冷却而导致温度过低,并将燃料电池堆栈产生的“废热”回收用于空调,事实上,通过这种细微的“热”管理的累积,便可以有效提高车辆整体的能源效率和产品的耐用性。

 

 

电能转换行驶能源

燃料电池堆栈的直流电流进行升压后输入逆变器,便可转换成交流电,用于驱动发动机,而这个过程中还有一个重点,即如何使电流在一系列流动过程中产生的电损耗最小化。电装的升压用功率模块在这里便发挥了重要作用,该升压用功率模块搭载了SiC碳化硅功率半导体,与传统产品相比,升压用功率模块实现体积减少30%,并成功降低70%电损耗。

 

 

ECU综合控制系统

从氢气填充到行驶的过程都离不开ECU对车辆系统整体进行综合管理,ECU对各部件的性能进行优化,确保车辆系统整体的能源利用效率和耐用性最大化,包括向燃料电池堆栈以合适的状态供给氢和空气进行发电;同时进行热管理,将产生的电能最大限度转换成行驶能源。

 

 

电装独立开发燃料电池车产品群,并已经投入市场使用,作为乘用车已具备行驶20万公里的耐用性。如今其适用领域已扩大至大型、长途移动出行工具领域。电装将通过不断推进普及燃料电池车,为实现碳中和社会做贡献。

 

注释:文中相关数据来自电装社内调查