연료 전지 전기 자동차 FCEV 구성 요소 및 원리

 

 

연료 전지 전기 자동차

연료 전지 전기 자동차 (FCEV)는수소로 구동됩니다 . 기존의 내연 기관 차량보다 효율적이며 배기관 배출이 없습니다. 수증기와 따뜻한 공기만 배출합니다. 수소 전기차와 이를 연료로 하는 수소 인프라는 구현 초기 단계에 있습니다. 미국 에너지부는 수소 구동 차량을 저렴하고 환경친화적이며 안전한 교통 수단으로 만들기 위한 연구 노력을 하고 있습니다. 수소는 1992년 에너지 정책법에 따라 대체 연료로 간주하며 대체 연료 차량 세금 공제를 받을 자격이 있습니다.

연료 전지 전기 자동차란?

수소 전기차는 수소로 저장된 에너지가 연료 전지에 의해 전기로 변환되는 전기 자동차와 유사한 추진 시스템을 사용합니다. 기존의 내연 기관 차량과 달리 차량은 유해한 배기관 배출을 생성하지 않습니다 . 다른 이점으로는 미국 에너지 안보 강화와 경제 강화가 있습니다.

FCEV는 차량의 탱크에 저장된 순수한 수소 가스로 연료를 공급합니다. 기존의 내연 기관 차량과 마찬가지로 4분 이내에 연료를 공급할 수 있으며 주행 거리는 300마일 이상입니다. FCEV에는 제동 중에 손실된 에너지를 포착하여 배터리에 저장하는 회생 제동 시스템과 같이 효율성을 높이기 위한 다른 첨단 기술이 장착되어 있습니다. 주요 자동차 제조업체는 개발 인프라가 지원할 수 있는 것과 동기화하여 특정 시장에서 제한적이지만 점점 더 많은 양의 FCEV를 일반 대중에게 제공하고 있습니다.

연료 전지의 작동 원리

 

차량용 연료 전지의 가장 일반적인 유형은 고분자 전해질막 (PEM) 연료 전지입니다. PEM 연료 전지에서는 양극 (음극)과 음극 (양극) 사이에 전해질막이 끼워져 있습니다. 수소는 양극에 도입되고 산소 (공기에서)는 음극에 도입됩니다. 수소 분자는 연료 전지 촉매의 전기 화학 반응으로 인해 양성자와 전자로 분해됩니다. 그런 다음 양성자는 막을 통해 음극으로 이동합니다.

전자는 외부 회로를 통해 이동하여 작업 (전기 자동차에 전력 제공)을 수행한 다음 음극 쪽의 양성자와 재결합하여 양성자, 전자 및 산소 분자가 결합하여 물을 형성합니다.

 

수소 연료 전지 전기 자동차의 핵심 구성 요소

배터리 (보조) : 전기 구동 차량에서 보조 배터리는 트랙션 배터리가 연결되기 전에 자동차를 시동할 전기를 제공하고 차량 액세서리에도 전원을 공급합니다.

배터리 팩 : 배터리는 회생 제동에서 생성 된 에너지를 저장하고 전기 견인 모터에 추가 전원을 제공합니다.

DC / DC 컨버터 : 이 장치는 트랙션 배터리 팩의 고전압 DC 전력을 차량 전장부품을 작동시키고 보조 배터리를 재충전하는 데 필요한 저전압 DC 전력으로 변환합니다.

전기 견인 모터 (FCEV) : 연료 전지 및 견인 배터리 팩의 전력을 사용하여 차량의 바퀴를 구동합니다. 일부 차량은 구동 및 재생 기능을 모두 수행하는 모터 발전기를 사용합니다.

연료 전지 스택 : 수소와 산소를 사용하여 전기를 생산하는 전극의 집합체.

연료 주입기 : 연료 디스펜서의 노즐이 차량의 주입구에 연결되어 탱크를 채웁니다.

연료 탱크 (수소) : 연료 전지에 필요할 때까지 차량에 수소 가스를 저장합니다.

전력 전자 컨트롤러 (FCEV) : 이 장치는 연료 전지 및 견인 배터리가 전달하는 전기 에너지의 흐름을 관리하여 전기 견인 모터의 속도와 생성되는 토크를 제어합니다.

열 시스템 (냉각)-(FCEV) : 이 시스템은 연료 전지, 전기 모터, 전력 전자 장치 및 기타 구성 요소의 적절한 작동 온도 범위를 유지합니다.

변속기 (전기) : 변속기는 전기 견인 모터에서 기계 동력을 전달하여 바퀴를 구동합니다.