燃料电池就像一个电池,虽然它们有明显的物理上的区别。燃料电池通过将空气中的氧气和氢气相混合的方法直接将化学能转换成电能。不像传统电池,燃料电池在外部进行反应。因此,不像电池,燃料电池只要保证燃料供给就没有放电问题。
燃料电池公交车已经行驶在不少城市里了。公交车是燃料电池最早的应用领域之一,因为燃料电池需要很大体积来提供汽车行驶的足够能量。大多数公共汽车使用直接氢燃料电池(DHFC)或直接甲醇燃料电池(DMFC)。而且,作为迈向大型汽车减排的重要一步,很多运输机构都选择使用压缩天然气(CNG)公共汽车。
Argonne自然实验室(ANL)已经发展了一种叫做“运输用聚合物电解液燃料电池能源系统”(PEFC)的综合模型,他们分析的主要目的是检验系统的效率、性能和元件尺寸[12]。表5-6列出了这样一个50kW电气系统中不同部件的发电和功率要求。
表5-6 典型50kW燃料电池系统的功率要求
1998年,华盛顿的Georgetown大学制造了第一个商用的、切实可行的、使用液体燃料的、燃料电池供能的公交车。这个40ft(英尺)长的电动公交车使用100kW的磷酸燃料电池(PAFC)作为其主要的能量来源。后来,他们在2001年将这个公交车升级,使用质子交换薄膜燃料电池(PEMFC)。表5-7所示是这个40ft(英尺)长的PEMFC公交车的一些有用的技术数据。图5-22所示是Georgetown的40ft(英尺)PEMF公交车。
图5-22 Georgetown大学燃料电池公交车(www.xing528.com)
表5-7 Georgetown大学燃料电池公交车特性
另一个和燃料电池汽车相关的组织是美国电动汽车联盟(EVAA)[8]。这个工业联盟旨在改进电动汽车传动技术。它使用直接氢气燃料电池(DHFC)来提供驱动系统所需所有的能量。XCELLSiS是一个用于传动类应用的燃料电池发动机。有关DHFC汽车的一些简单的技术数据见表5-8[8]。
表5-8 EVAADHFC燃料电池公交车特性
总之,过去的几年间,几种电动、混合动力和燃料电池公交车和卡车出现在美国、加拿大、欧洲和日本。因此,很明显,由于其高效率、舒适性和低排放,重型汽车的电动系统正在飞速发展。第9章将会详细介绍燃料电池汽车,包括重型汽车。
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