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混合動力之星-豐田的燃料電池混合動力叉車

2008-3-11 12:10:00 來源:物流天下 編輯:56885 關注度:
摘要:... ...
  
物流行業將最有可能成為第一個廣泛采用燃料電池技術的非汽車行業。這就是該行業中著眼與長遠發展的資深OEM都已開始進行燃料電池或混合動力開發計劃的原因。所以,首要的問題不是“是否”會采用燃料電池,而是“何時”將采用燃料電池;但這個問題似乎任何人都很難回答。
                                  
    在汽車行業也呈現出了這種景象,幾乎所有重要轎車制造商,如梅賽德斯、奧迪、斯巴魯、本田、日產、福特、通用和大眾汽車公司等這些對未來發展極敏銳的制造商都建立了完善的燃料電池或混合動力技術開發計劃。
                                  
    豐田汽車公司(TMC)的普銳斯(Prius)轎車是在該試產的重大成功之一,該轎車最重要特點是配置了油電混合動力系統(Hybrid Synergy Drive)。
                                  
    在該領取得了大量的研究成果,這些成果都有極好的發展規律前景;甚至已開發成功了下一代的普銳斯,并極具想象力地稱之為普銳斯II。所以,當豐田公司在CeMAT上首次展出燃料電池混合動力原型叉車時,不得不令人刮目相看。我們以及許多來自其他OEM的要人都圍在這令人難忘的車輛周圍,這對于豐田公司是一種鼓舞。
    清潔的機器
                                  
    豐田工業公司(TICO)技術研發中心副總經理Kazuo Ishikawa和豐田工業設備歐洲分公司(Toyota Industrial Equipment Europe)產品經理Benoit Meunier在現場回答了有關FCHV-F的技術問題。Ishikawa首先介紹說:“盡管FCHV-F的意思是燃料電池混合動力車輛——叉車,但其中所采用的技術與普銳斯完全不同。“
                                  
    “我們需要設計一種更清潔的車輛,“他接著說。汽車工業在降低機動車輛對環境的影響方面已取得了巨大的進步。對傳統的柴油和汽油發動機已進行了大幅改進來降低耗油量,同時出現了新型的采用替代燃料的發動機,如CNG。零排放車輛是發展的終極目標,豐田汽車公司(TMC)正在致力于開發核心技術。為此,TMC的目標是將不同的能源組合在一起,使各種動力源可以相互強化。Ishikawa說:“普銳斯這種首批大規模生產的混合動力車輛只是在該方向上邁出的第一步,是由汽油和電能復合驅動。最近在日本和美國限量推出的FCHV轎車是目前最接近最終環保轎車的車輛。TICO就是將這種技術應用與叉車中。”
    地球之友
                                  
    FCHV-F之所以如此命名,主要是因為其借鑒了豐田FCHV技術,該技術中采用蓄電池和燃料電池向電機供電,具有兩種獨立的電源。在叉車中,電機由兩電容器和一個氫燃料電池供電。
                                  
    Ishikawa說:“把TMC的FCHV技術推廣用于叉車時,我們設法提高燃料電池系統的性能和可靠性。我們希望通過采用轎車配件和其他常用組件向實現大規模生產邁進。TICO開發了一些叉車專用技術,如功率控制單元、電容器系統和空氣壓縮機。我們不得不減小燃料電池組的規格使之與叉車的輸出相匹配,但大多數其他燃料電池組件在兩系統中都可使用。”
                                  
   “使用了電容器,因為其極適合叉車用途;許多這種類型的車輛停止和起動都需要大量的能量,而持續時間較短。因此,電容器更適合吸收和平穩能量波動。”
                                  
    Ishikawa將該系統比做微型發電廠,因為是用氫來產生電能!皻浔惠斔偷饺剂想姵氐呢摌O,此處由催化劑奪取氫原子的電子。電子從負極流向正極從而產生了電能!蓖瑫r,失去電子的氫原子成為氫離子,通過質子交換膜流向正極側,在正極催化劑的催化下氫離子和電子與氧化合生成水(水和熱是整個系統僅有的副產物)。
                                  
    Ishikawa繼續說:“我們采用TMC提供的高分子交換膜燃料電池。電池中有一個高分子交換膜,膜兩側集成有電極。該裝置夾在分隔器之間,由分隔器形成氫和氧的通道,單個這樣一來的電池產生的電壓小于1V,所以將百個電池疊放串聯來達到所需的電壓。這就是我們燃料電池組的工作原理,也是大多數人在談到燃料電池時會提到的原理!
                                  
    所產生的電能通過DC/DC變換器輸送到電機控制器。“我們燃料電池組的電壓超過了100V,但電機控制器的系統電壓是80V,這就是我們必須使用DC/DC變換器的原因。如果產生的電能大于所需的電能,過量的能量就被充入電容器中,另外,在制動時,再生的電能也被充入電容器中。如果產生的電能小于所需的電能,則電容器釋放電能!
                                  
    盡管電容器貯存的電能比蓄電池少,但與蓄電池不同,電容器可以進行瞬間充放電。燃料電池叉車在加入燃料后可立即使用
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