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帮助汽车实现零排放,盖瑞特氢燃料电池技术的七方面优势

02月10日, 2023
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最近18个月以来,降低化石燃料依赖性变得益发紧迫,因此,全球各国政府纷纷宣布投入资金研发可再生能源技术。其中,氢燃料电池电动车(FCEV)有望引领汽车行业进入清洁能源运输可持续发展新时代。


盖瑞特的FCEV(燃料电池电动车)用高效、强大、轻量化压缩机融合了先进的航空航天和汽车技术,进而推动新一代燃料电池的发展。事实上,盖瑞特进行燃料电池创新技术研发已有40多年。自2016年推出了汽车行业首个燃料电池量产车应用,盖瑞特正以电气化系统方面的全球化应用和领先地位助力塑造更清洁的汽车行业未来。


为帮助推动全球范围内的汽车零排放技术,盖瑞特具有以下7个方面的优势:


1. 为什么氢燃料电池汽车需要搭载压缩机?

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汽车采用氢燃料电池按需驱动电机。燃料电池由质子交换膜(PEM)和双极板堆叠而成,通过电化学反应利用氢气和空气发电。为了使反应有效地进行,并最大限度地提高功率输出,需要向燃料电池组输送氢气并优化空气流量和压力。


盖瑞特的高压比电动压缩机显著提高了质子交换膜(PEM)燃料电池的功率密度,同时降低了压缩机噪音,使这项清洁能源技术适用于从最小型的乘用车到较大型商用车的各式现代车辆。


2. 新一代压缩机的创新

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将进气增压至较高压力是提高燃料电池总体效率和功率密度的关键,这就是空气压缩机的应用,它必须适合并驱动乘用车和商用车的电动动力总成。盖瑞特利用其涡轮空气动力学专业知识,研制出新型模块化燃料电池电动压缩机,转速达150,000转/分以上,超过了标准工业转速。


此外,空气压缩机还有不同的配置选择。最简单形式的系统配备有一台压缩机,根据燃料电池组的运行需求和客户目标,可以增加高压压缩机或涡轮膨胀机。与非膨胀机型相比,涡轮膨胀机能够减少多达20%的电力消耗,从而降低氢耗量并增加续航里程。


3. 从家庭乘用车到公路运输车

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燃料电池电动车只排放出水蒸气尾气,因此受到多种交通模式和车辆类型的青睐。从乘用车、面包车、中型和重型卡车到公共汽车、摩托车和非道路用车,FCEV有望在未来低碳社会与纯电动汽车(BEV)和插电式混合动力汽车(PHEV)一起发挥重要作用。FCEV有助于解决电池充电时间(提高可用性)和电池重量(降低能耗)方面的挑战——这两大因素是降低总拥有成本的关键因素。


4. 几十年的燃料电池经验和不断开拓

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盖瑞特的燃料电池创新可以追溯到40多年前,带来突破性汽车解决方案的工业应用。公司于2016年推出了汽车行业一项首创燃料电池量产车应用,目前正在与多家厂商合作开展多个FCEV项目,还有更多项目正在筹划中。随着汽车制造商应用创新的差异化解决方案减少排放和提高性能,这项专业技术以及盖瑞特的全球化应用帮助推动行业燃料电池动力系统的应用。


5. 通过降低成本和减少占地面积提高性能

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在相同燃料电池组输出的情况下,新一代盖瑞特燃料电池压缩机的体积比之前设计减小40%以上。为了实现高功率密度,转速提高了50%,因此这台体积和噪音更小、效率更高的压缩机组件实现了更高的压缩机性能。成本也只约为第一代压缩机的1/3。


6. 箔片空气轴承

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燃料电池的性能取决于良好的电池组:盖瑞特的电动压缩机采用最先进的专利箔片空气轴承,避免因油液污染而导致的老化风险,同时实现高速行驶的卓越性能。这意味着车辆的正常运行时间更长,更节省时间和成本。此外,盖瑞特的空气轴承系统是燃料电池压缩机中的关键要素,能够在25,000小时使用寿命内实现100万次以上的启停循环,实现行业一流的耐用性。由于电机外壳和旋转组件之间无物理接触,系统运行的噪音极小,减震性能更出色。


7.  全球范围内积极推动FCEV发展

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根据国际氢能委员会的数据,仅在最近两年,氢能新项目就投入了超过5,000亿美元的资金。原因是燃料电池被广泛认为是适合长途运输的可行、清洁选择,其续航里程远远超过纯电动车,而充电时间与传统柴油车基本相同。氢气拥有非常出色的质量能量密度,即1千克氢气能够提供约100公里的续航里程,因此在卡车应用中具有经济可行性。一家领先车企最近公开了一款氢燃料电池驱动的道路用车,其续航里程为1,000公里,充电时间不到15分钟。

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