CHƯƠNG 4 NĂNG LƯỢNG MỚI SỬ DỤNG TRÊN ÔTÔ
4.8. Fuel cell (Pin nhiên liệu)
4.8.5.1. Khái quát về ôtô pin nhiên liệu
Gần đây, trên thị trường ô tô xuất hiện nhiều loại xe sử dụng năng lượng điện. Loại xe này sử dụng nguồn điện của accu để vận hành motor điện nhằm dẫn động các bánh xe. Ơtơ sử dụng năng lượng điện mang lại nhiều lợi ích và khơng gây ô nhiễm và phát ra tiếng ồn thấp khi hoạt động. Tuy nhiên, một nhược điểm lớn của ô tô sử dụng năng lượng điện từ accu là phải được nạp lại điện cho accu sau một thời gian sử dụng.
Cũng giống như ô tô sử dụng nhiên liệu điện từ accu, ôtô pin nhiên liệu cũng dùng một motor điện để vận hành các bánh xe. Do đó cả hai loại ơ tơ này có thể được thiết kế với một đặc tính hoạt động giống nhau. Tuy nhiên, pin nhiên liệu trên ơtơ pin nhiên liệu phát ra dịng điện từ hydro hoặc các nhiên liệu giàu hydro, thời gian nạp nhiên liệu ít hơn so với thời gian nạp điện cho accu.
Hình 4. 49: Một ơ tơ sử dụng pin nhiên liệu của hãng Honda
Ơtơ pin nhiên liệu có phạm vi hoạt động (quãng đường chạy giữa hai lần tiếp nhiên liệu) dài hơn nhiều so với ô tô chạy bằng accu do sự giới hạn về dung lượng của accu (ôtô chạy bằng accu có phạm vi hoạt động khoảng 80-160 km). Tuy nhiên cả hai loại ô tô này đều cần phải nâng cao khoảng cách quãng đường chạy để có thể so sánh được ô tô xăng và diesel (480- 640 km).
Một ưu điểm khác của ô tô chạy bằng pin nhiên liệu so với ô tô chạy bằng accu là hệ thống phân phối nhiên liệu lỏng dễ dàng được thiết lập nhờ vào các trạm xăng hiện nay. Các trạm
116 xăng hiện nay có thể chuyển đổi sang nhiên liệu giàu hydro cung cấp cho pin nhiên liệu, trong khi đó, các trạm nạp điện cho accu phải xây dựng từ đầu khi chạy ô tô điện.
Việc sử dung pin nhiên liệu để tạo ra dòng điện cung cấp cho động cơ điện trên ô tô là một bước phát triển mới cho công nghệ ô tô điện. Tuy nhiên, nếu ô tô chỉ trang bị pin nhiên liệu một cách đơn độc thì nó có những nhược điểm như cồng kềnh, thời gian khởi động dài, khả năng tăng tốc kém…. Vì vậy, hiện nay loại ơ tơ này đều sử dụng cơng nghệ lai hóa giữa hai nguồn năng lượng.
Sự lai hệ thống pin nhiên liệu với một nguồn năng lượng khác được xem là một cách có hiệu quả trong việc khắc phục những bất lợi của những xe chỉ trang bị duy nhất pin nhiên liệu. Thông thường người ta thường sử dụng accu hoặc siêu tụ điện để kết hợp với pin nhiên liệu để làm nguồn năng lượng cho ô tô. Cấu hình này cho phép tận dụng những ưu điểm của hai nguồn năng lượng ít gây ơ nhiễm mơi trường này.
Hình 4. 50: Sơ đồ bố trí các bộ phận trên một ơ tơ pin nhiên liệu điển hình
Accu và siêu tụ dùng trong loại ô tô này được gọi chung là nguồn công suất cực đại (peaking power source , viết tắt PPS ) vì chắc năng chính của chúng là hỗ trợ khi ơ tơ cần đạt công suất cực đại. Nguồn công suất cực đại dùng để hỗ trợ pin nhiên liệu khi xe khởi động hoặc khi tăng tốc. Trong một số trường hợp, nguồn cơng suất cực đại cũng có thể tự vận hành xe và lúc này pin nhiên liệu sẽ đóng vai trị là một máy sạc điện cho nguồn công suất cực đại.
117