עקרון עבודה ומגמת פיתוח
של רכבים חשמליים תאי דלק
I. מבוא לרכבי תאי דלק מימן
FCEV משתמש בחשמל כדי להפעיל את המנוע. בהשוואה לכלי רכב חשמליים אחרים, FCEV משתמש בתאי דלק מימן כדי לייצר חשמל במקום לשאוב חשמל רק מסוללות. במהלך תהליך תכנון הרכב, יצרני הרכב מגדירים את כוחו של הרכב לפי גודל המנוע, המקבל כוח מתאי דלק וסוללות בגודל מתאים. למרות שיצרניות רכב יכולות לתכנן FCEV עם פונקציונליות חיבור לטעינת הסוללה, רוב ה-FCEV כיום משתמשים בסוללות כדי לשחזר אנרגיית בלימה, לספק כוח נוסף במהלך אירועי האצה קצרים ולהחליק את הכוח שמספק תא הדלק על ידי בחירה בסרק או כיבוי של תא דלק בזמן דרישת חשמל נמוכה. FCEV משתמש במימן טהור המאוחסן במיכל הדלק של הרכב כדלק. בדומה למנועי בעירה פנימית מסורתיים, ניתן לתדלק אותם תוך פחות מ-4 דקות ויש להם טווח של יותר מ-500 ק"מ. FCEV אינו מייצר פליטות מזיקות מצינור מוצא, אלא רק אדי מים ואוויר חם. איור 1 מציג את המרכיבים העיקריים של רכב חשמלי עם תאי דלק מימן.
(1) סוללת עזר: בכלי רכב חשמליים, סוללת העזר במתח נמוך מספקת כוח להתנעת הרכב לפני הפעלת סוללת הכונן; הוא גם מספק כוח לאביזרים לרכב.
(2) ערכת סוללות: סוללת מתח גבוה זו אוגרת אנרגיה שנוצרת על ידי בלימה רגנרטיבית ומספקת כוח משלים למנוע ההנעה החשמלית.
(3) ממיר זרם ישר/זרם ישר (DC/DC): התקן זה ממיר את הספק DC במתח גבוה מחבילת סוללות החשמל למתח DC במתח נמוך הנדרש להפעלת אביזרי רכב וטעינת סוללות עזר.
(4) מנוע הנעה חשמלי: מנוע זה משתמש בכוח מתא הדלק ומחבילת הסוללות כדי להניע את הגלגלים. רכבים מסוימים משתמשים במחולל מנוע משולב המבצע הן פונקציות הנעה והן פונקציות התחדשות.
(5) מחסנית תאי דלק: רכיב המשתמש במימן ובחמצן לייצור חשמל.
(6) מילוי דלק: פייה במתקן הדלק מתחברת לכלי קיבול ברכב דרך פתח המילוי כדי לתדלק את הרכב.
(7) מיכל דלק (מימן): מימן מאוחסן על סיפון הרכב.
(8) בקר אלקטרוניקה כוח FCEV: התקן זה מנהל את הכוח הנמסר על ידי תא הדלק וסוללת החשמל, שולט על מהירות מנוע ההנעה והמומנט שהוא מייצר.
(9) מערכת ניהול תרמית (קירור): מערכת זו שומרת על טווח טמפרטורת הפעולה התקין עבור תא הדלק, המנוע, האלקטרוניקה הכוחנית ורכיבים אחרים.
(10) הילוכים: תיבת ההילוכים מעבירה את הכוח המכני של מנוע ההנעה החשמלית אל הגלגלים.
