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,其關鍵技(ji)術(shu)也與普通電動客車(che)的(de)關鍵技(ji)術(shu)相(xiang)同,主要(yao)是(shi)電池技(ji)術(shu)、電機技(ji)術(shu)、控制器技(ji)術(shu)三方面(mian):
1、電池技術
電(dian)池(chi)(chi)是燃(ran)(ran)料(liao)(liao)電(dian)池(chi)(chi)汽(qi)(qi)車的(de)動(dong)力源泉,也是一直制約燃(ran)(ran)料(liao)(liao)電(dian)池(chi)(chi)汽(qi)(qi)車發(fa)展的(de)關(guan)鍵(jian)因(yin)素。燃(ran)(ran)料(liao)(liao)電(dian)池(chi)(chi)直接(jie)將燃(ran)(ran)料(liao)(liao)的(de)化學(xue)能轉變(bian)為(wei)電(dian)能,能量(liang)轉變(bian)效(xiao)率(lv)高,比(bi)能量(liang)和比(bi)功率(lv)都高,并且可以控制反應過程,能量(liang)轉化過程可以連續進(jin)行(xing),因(yin)此是理想的(de)汽(qi)(qi)車用電(dian)池(chi)(chi)還處于研制階(jie)段,一些關(guan)鍵(jian)技術(shu)還有待突破(po)。
2、電機技術
電(dian)(dian)(dian)動汽(qi)(qi)車驅動電(dian)(dian)(dian)機是(shi)所有(you)電(dian)(dian)(dian)動汽(qi)(qi)車必不可少的(de)關鍵部件,使用較多的(de)有(you)直流有(you)刷、永磁(ci)(ci)無(wu)刷、交(jiao)流感(gan)應(ying)和(he)開關磁(ci)(ci)阻4種(zhong)電(dian)(dian)(dian)機。4種(zhong)電(dian)(dian)(dian)機各有(you)優缺點,但是(shi)對于(yu)電(dian)(dian)(dian)動汽(qi)(qi)車而言,由于(yu)電(dian)(dian)(dian)能(neng)是(shi)由各類電(dian)(dian)(dian)池(chi)提供的(de),價(jia)格昂(ang)貴(gui)而彌足珍貴(gui),所以(yi)使用相對效(xiao)率(lv)最高的(de)永磁(ci)(ci)無(wu)刷電(dian)(dian)(dian)機是(shi)較為合理的(de),它已被廣泛應(ying)用于(yu)功率(lv)小于(yu)100kW 的(de)現(xian)代電(dian)(dian)(dian)動汽(qi)(qi)車上。
3、控制器技術
控(kong)(kong)制器技術的(de)(de)(de)(de)變速(su)和(he)方向(xiang)變換是(shi)靠電(dian)(dian)(dian)動機(ji)(ji)(ji)(ji)調速(su)控(kong)(kong)制裝置來(lai)完成的(de)(de)(de)(de),其原理是(shi)通(tong)過(guo)控(kong)(kong)制電(dian)(dian)(dian)動機(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)壓和(he)電(dian)(dian)(dian)流來(lai)實現(xian)電(dian)(dian)(dian)動機(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)驅動轉(zhuan)矩和(he)旋轉(zhuan)方向(xiang)的(de)(de)(de)(de)控(kong)(kong)制。燃(ran)料電(dian)(dian)(dian)池客(ke)車應用(yong)較廣泛的(de)(de)(de)(de)是(shi)晶(jing)閘管(guan)斬波調速(su),通(tong)過(guo)均勻改變電(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)端(duan)電(dian)(dian)(dian)壓,控(kong)(kong)制電(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)流,來(lai)實現(xian)電(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)無級調速(su)。
二、燃料電池客車技術要求
燃(ran)料(liao)(liao)電池(chi)客(ke)車是以燃(ran)料(liao)(liao)電池(chi)系統(tong)作(zuo)(zuo)為單一動(dong)(dong)力源或(huo)燃(ran)料(liao)(liao)電池(chi)系統(tong)與(yu)可充電儲(chu)能系統(tong)作(zuo)(zuo)為混合(he)動(dong)(dong)力源或(huo)主動(dong)(dong)力源的(de)客(ke)車,根(gen)據《燃(ran)料(liao)(liao)電池(chi)客(ke)車技術規范》(JT/T 1342-2020),燃(ran)料(liao)(liao)電池(chi)客(ke)車主要(yao)有(you)以下(xia)技術要(yao)求:
1、一般要求
一般要求部分(fen)主要從環境適應(ying)、功能等(deng)方面規(gui)定燃料(liao)(liao)(liao)電(dian)池客(ke)車(che)(che)的基本要求。定義(yi)了(le)(le)(le)燃料(liao)(liao)(liao)電(dian)池客(ke)車(che)(che)可(ke)適用的常規(gui)環境區域的溫度、濕度、氣壓(ya)和海拔等(deng)指標(biao);同(tong)時針(zhen)對寒冷地區,特別(bie)強(qiang)調了(le)(le)(le)車(che)(che)輛(liang)需(xu)要做特殊(shu)防護措施,以確保燃料(liao)(liao)(liao)電(dian)池動(dong)力系統可(ke)以在正常狀態下運行。同(tong)時也(ye)強(qiang)調了(le)(le)(le)安裝車(che)(che)載終端(duan)的要求,并明確應(ying)符合(he)GB/T 32960系列標(biao)準的要求。
2、性能要求
在(zai)(zai)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)要求部分,主(zhu)要從動力性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng),舒適(shi)(shi)性(xing)(xing)(xing)、續駛里(li)程、EMC四個方(fang)面對燃料(liao)電(dian)(dian)(dian)池(chi)客車(che)(che)的(de)(de)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)提出要求。燃料(liao)電(dian)(dian)(dian)池(chi)客車(che)(che)應達到的(de)(de)加速(su)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(從0-50km/h的(de)(de)加速(su)時間)應≤30s;爬坡性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)根據車(che)(che)型不同(tong)有所不同(tong),最大爬坡度分別(bie)應≥12%、15%;在(zai)(zai)40km/h等速(su)工況時,應有大于300 km的(de)(de)續駛里(li)程;另外,還規定(ding)(ding)了燃料(liao)電(dian)(dian)(dian)池(chi)系統(tong)的(de)(de)總額定(ding)(ding)功(gong)率(lv)與驅動電(dian)(dian)(dian)機(ji)的(de)(de)總額定(ding)(ding)功(gong)率(lv)比(bi)值(zhi)不低(di)于50%,且燃料(liao)電(dian)(dian)(dian)池(chi)系統(tong)額定(ding)(ding)功(gong)率(lv)不小于30kW;舒適(shi)(shi)性(xing)(xing)(xing)方(fang)面,主(zhu)要考慮燃料(liao)電(dian)(dian)(dian)池(chi)系統(tong)在(zai)(zai)運(yun)行時空氣壓縮機(ji)和尾(wei)排系統(tong)的(de)(de)噪音對車(che)(che)內噪音的(de)(de)影(ying)響(xiang)。
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預防氫燃料泄露技術要(yao)求及報警措施;并對(dui)氫氣加注安全做了明確的規定。
4、燃料電池系統要求
主(zhu)要(yao)是對燃料電(dian)池(chi)系(xi)統的(de)基本要(yao)求、燃料電(dian)池(chi)系(xi)統在(zai)整車上安(an)裝使(shi)用的(de)安(an)全(quan)(quan)要(yao)求兩個方面,包括外形(xing)尺(chi)寸(cun)、結(jie)構安(an)全(quan)(quan)、運行要(yao)求、機械物理特性(xing)、安(an)全(quan)(quan)要(yao)求、電(dian)氣特性(xing)、故(gu)障(zhang)防護(hu)等。
5、車載氫系統要求
燃料(liao)(liao)電池客車(che)高壓儲氫(qing)系(xi)統的儲氫(qing)容(rong)器、儲氫(qing)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)安(an)裝(zhuang)(zhuang)結構(gou)及位置(zhi)、氫(qing)燃料(liao)(liao)泄露防護和氫(qing)管路布置(zhi)均有相關要求。