باعتبارها واحدة من البحث الأول في العالم وتطوير صناعة السيارات التي تعمل بخلايا الوقود وهوندا موتور من نهاية العالم بدأت العمل في وقت متأخر 80 خلية وقود R & D، ومنذ عام 1999 بدأت العمل مع التجريبية سيارة تعمل بخلايا الوقود. حاليا، أحدث السيارات التي تعمل بخلايا الوقود هوندا FCV الوضوح مجهزة مع مكدس كثافة الطاقة الحجمية من نحو 3.1 كيلوواط / حول L، ليصل إلى مستوى متقدم في العالم. وتتكون السيارة كومة خلية الوقود من كثافة الطاقة الحجمية وكثافة الطاقة من الكتلة المطالب العالية.

حيث وحة القطبين واحد كما المكونات الأساسية للخلية الوقود، وهو ما يمثل أكثر من 80 من الكتلة الوزن كومة، حوالي 29 من التكلفة الإجمالية لتكلفة التصنيع. في الوقت الراهن، لوحات مجال تدفق ولوحات القطبين "التجانس" هو الاتجاه الذي كامل لوحة مجال تدفق تلعب الهواء وظيفة، التوصيل، التوصيل الحراري، وغيرها من أشكال الدعم وتوجيه، وهوندا وضوح واحد حيث كومة خلية الوقود. من بنية مجال تدفق وزاوية الكهربائية للبنية كومة من كومة خلية الوقود وصفها هنا شنت هوندا وضوح قرار العمق.

تويوتا ميراي

هيونداي IX35

هوندا FCV وضوح

1 تويوتا وهوندا الحديثة ترتيب خلايا الوقود نظام طاقة المركبة المقارن

هوندا ترتيب توليد القوة FCV وضوح المركبات التي تعمل بخلايا الوقود والمركبات التي تعمل بخلايا الوقود مماثلة يتم وضع IX35 نظام الطاقة خلية وقود حديثة متكاملة للغاية تحت غطاء محرك السيارة. أنظمة الطاقة خلية وقود متكاملة تعتمد على كفاءة تشغيل كل مكون، وأقصى انتاج الطاقة من 103 كيلو واط مرفق من كومة خلية الوقود واثنين من ضاغط معززة، ومرطب وضوابط النظام كما هو الحال في المحرك يقود وحدة التحكم في الطاقة عند الانتهاء من العمل. في متطلبات وزن وحجم عالية السيارات، نظام خلية الوقود متكاملة للغاية يتطلب كثافة الطاقة ارتفاع حجم وكثافة الطاقة العالية من كومة خلية الوقود. وهكذا، فإن التصميم الهيكلي للأداء البطارية أمر بالغ الأهمية لإنتاج الكهرباء من المكدس.

الحالة التطورية للFIG 2 هوندا FCV شنت المكدس

تصميم مجال تدفق يتعلق الغاز رد فعل في الوقت المناسب والكفاءة وتسليمها بشكل موحد على المواقع رد فعل الكهروكيميائية - محفز طبقة واجهات ثلاث مراحل. وبالإضافة إلى ذلك، وإدارة المياه والميدان ممتاز تدفق خلايا الوقود ذات الصلة تصميم، مثل التلال البطارية الحالي (ضلع الإنجليزية أو الأرض) تضيق أكثر وأكثر، من أجل تحسين ظاهرة الفيضانات في التلال وتعزيز نقل الجماعي الغاز. تدفق الهيكل الميداني أو التصميم الرشيد والتخطيط المتعلقة الاكتناز من أداء بنية الخلية والاحتواء وإخراج هيكل المكدس.

1. كومة خفيف الوزن ومدمج

من أجل تقليل سماكة للبطارية، فمن الضروري للحد من سمك المسار الأنود والكاثود تدفق الغاز والشرق الأوسط وأفريقيا. ممر تدفق الغاز من الماء السائل وفقا لعمق المعادلة = قوة التصاق / قوة الصرف السائل. عندما الممرات الهيدروجين والهواء تدفق أخف وزنا أو أرق، والتصاق الماء المنتج في قناة تدفق الغاز زيادة كبيرة، مما أدى إلى تراكم المياه ولا يمكن تصريفها في قناة التدفق، وأعاق الغاز الشامل تدهور الأداء النقل. الأنود والكاثود الغاز في الأشكال الثلاثة الرئيسية داخل الطائرة خلية، أي cocurrent، المعاكس وعبر تدفق. في النسخة 2006 من هوندا بنية خلية الوقود، والغازات الكاثود والأنود هي من أعلى إلى أسفل مجرى النهر (عن طريق الجاذبية)، وتسمى بنية V-التدفق. التفريغ وجود الجاذبية من الماء السائل هو مفيد، واستخدام تصميم خلية V-التدفق، يتم تقليل سمك تدفق الغاز بنسبة 17.

FIG 3 الطبعة 2006 مبدأ هوندا V-تدفق الوقود هيكل الخلية

وضوح للسيارة مجهزة بأحدث جيل من كومة خلية الوقود باستخدام نمط تدفق الغاز من الأفقي تعارض، الشرق الأوسط وأفريقيا واثنين من فصل 3 تشكل خلية مكونة من تكوين تبريد فريدة من نوعها. 7 و 9، منذ بد من خلية وقود لوحة القطبين FCV وضوح شكل بأنها "الثلاثية"، الحاجة إلى تصميم قسم خاص --- آلية لجزء مشعب السحب على سطح الشرق الأوسط وأفريقيا، resinification جزء 11 في FIG. . وعلاوة على ذلك، من خلال عقد MEA خفض بلل والتوحيد المستويات، وكذلك الحد من سمك الرطوبة النسبية البطارية. طريقة مثل أن المنتج لا يمكن تلخيصها في الماء السائل، وتقلص إلى حد كبير أو حتى تعلق على سطح الجدار من المياه المتراكمة في قناة التدفق. المعلومات العامة هوندا، حتى في حمولة منخفضة (عرضة للتوصيل في ظروف الحمل والحمل عالية منخفضة) في، وقوة الصرف تختفي.

FIG 4 EDITION 2006 هوندا V-تدفق الهيكل الميداني تدفق خلايا الوقود في شكل

خلية وقود FIG 5 الوضوح "واحد تبريد طبقة في خليتين" هيكل

خلية وقود FIG 6 الوضوح "واحد تبريد طبقة في خليتين" حلقة FIG.

هوندا براءات الاختراع FIG 7 "واحد تبريد طبقة في خليتين" المخطط الهيكلي

FIG 8 هوندا براءات الاختراع تصميم بطارية مستو

الوضوح بفضل الهياكل مجال تدفق خلايا الوقود، مدخل نهاية الهواء الرطب لجلب المياه الكافية، ويتحرك الماء لاتجاه منفذ المنتج الكاثود، لجلب المياه خلال MEA، ثم مرت MEA من خلال نشر الخلفي من الرطوبة إلى الجانب الأنود، ترطيب الجانب الأنود المدخل، وكلاهما قدرات الأنود والكاثود جانب إدارة المياه تداول (مثل الجانب القاذفات الكاثود والأنود المرطب الجانب، وما إلى ذلك). من تجسيد المذكورة أعلاه، مثل أن المياه يتم توزيعها في سطح رد فعل الكهروكيميائية MEA، وتوزيع موحد.

السلوك نشر في الشكل 9 MEA

الغاز FIG من المتشعبه 10 لتوزيع موحد للمسار تدفق

منذ عملية تشكيل الصحافة وهيكل خاص هوندا وضوح تدفق خلايا الوقود لوحة مجال المواد المعدنية، الجانب قطع، ويبرز الجانب الآخر، الكاثود مناسبة وتدفق الأنود الشخصي القناة قد تكون تشكلت في نفس اللوحة مجال تدفق. من أجل الحصول على لوحات مجال تدفق، والشرق الأوسط وأفريقيا خارج الهيكل الراتنج تصميم من مشعب السحب على سطح الشرق الأوسط وأفريقيا. قد يكون هيكل الراتنج بحيث الأنود والكاثود هي الغاز على كلا الجانبين من لوحات مجال تدفق نقل الجماعي (شريك صغير المهتمين يمكن مناقشة).

2. ميكانيكا تصميم لوحة القطبين

لهوندا أحدث لوحة مجال تدفق، في حين خفض سماكة، وسوف تجلب الظواهر الأضرار المادية 14، وخاصة بالنسبة للظروف هز مركبة معقدة. العمل لخلايا الوقود، بالإضافة إلى الصمود في وجه قوة تحامل من لوحة القطبين من لوحات نهاية المكدس في كلا طرفي الإرسال، ولكن أيضا من ضغط الغاز رد فعل، والتبريد MEA ضغط المياه توسيع المادي (أو انكماش) اقتران تأثير. ولذلك، فمن الضروري دراسة الخواص الميكانيكية والمعلمات تصميم لوحات القطبين. المعلمات تصميم لوحات القطبين ديها قناة الملعب طول شقة، زاوية، زاوية R وعمق القناة، كما هو مبين في الشكل.

لوحة الحقل 11 تدفق (لوحة القطبين) معلمات التصميم

FIG 12 هوندا براءات الاختراع هيكل قطاعات من كومة خلية الوقود من FIG.

FIG لوحة القطبين 13 الإجهاد تحليل

14 ظواهر فشل تتدفق لوحة الحقل

تصميم هوندا لخلية وقود السيارات لوحة القطبين من المعدن تطوير طريقة للتصميم الميكانيكي. طريقة تركيز عمل تصلب خصائص الفولاذ المقاوم للصدأ، لالخواص الميكانيكية للمواد المعدنية، وتغير قيمة معدنية السلوك تشوه محددة مع سلالة. مجموعة فعالة من تشوه من المواد المعدنية باستخدام FLD (تشكيل الحد الرسم البياني) أساليب، إعادة اكتسابها المحلية القيم سلالة قياس الخصائص الفيزيائية للالمعلمات المادية. وبالإضافة إلى ذلك، قيمة السلالة المحلية تحسب الجزئي فيكرز اختبار صلابة للحصول على الضغوط الميكانيكية في تشغيل خلايا الوقود.

الرقم 15 FLD

الرقم 16 نتيجة FLD

3. تحسين مقاومة تأثير

يتم وضع هوندا نظام الطاقة خلايا الوقود تحت غطاء محرك السيارة الأمامي، بالمقارنة مع طريقة خلية الوقود كومة البلاط تويوتا أدناه قناة الوسط، فمن الضروري لتحسين مقاومة تأثير الاصطدام الأمامي مقاومة. وهكذا، وتطوير البنية التالية: يتم توصيل التخلص تربط قضبان (Connnection قضيب) في طرفي كومة خلية الوقود، وكومة المشاركة الكهربائية مع توقعات توفير جزء من راحة قضيب ربط. هوندا الإبلاغ عن تصميم لزيادة مقاومة تأثير الأصلي 4 أضعاف. هذه البنية يمكن أن تمنع بشكل فعال النزوح من البطارية عند تأثير لمنع تسرب الهيدروجين من حماية المفاعل وسلامة الهيدروجين.

أحدث كومة هيكل MEA-مؤطرة الراتنج 17 هوندا

18 وFIG الراتنج هيكل الخلية تسرب

19 الراتنج المخطط الهيكلي

FIG 1 مقاومة 20 تأثير

تأثير المقاومة 21 في FIG 2

وبفضل التصميم الهيكلي المكدس وMEA خلايا الوقود تحسنت هوندا سلسلة من المبادرات، وضوح كومة خلية وقود المركبات للحد من حجم FCX خلايا الوقود من 30 إلى 1.5 أضعاف الكثافة الحالية الحد، ومنطقة وحدة البطارية المنبعثة من الطائرة زادت قوة أيضا إلى 1.5 أضعاف كثافة الطاقة الكهربائية مستوى الصوت الأكبر في العالم الرائدة -3.1 كيلو واط / L. أداء رزمة الإخراج (أداء توليد الطاقة)، والقدرة على بداية البرد لها إيجابية بدقة. هوندا وضوح كومة خلية الوقود التصغير وتحسين MEA يقلل كثيرا من قدرة الحرارية، وبعد البدء في درجة حرارة منخفضة، في الوقت الذي انتاج الطاقة تصل إلى 50 خفض إلى النصف.

الرقم 20

شنت FIG 21 هوندا FCV FCV وضوح في الوقود كومة خلية المظهر

4. وثيقة، والتقارير الفنية وبراءات الاختراع مصدر

الصور والمعلومات المتعلقة هذه المادة الانتهاء من التقارير الفنية وبراءات الاختراع التي صدرت من هوندا. براءات اختراع تتعلق US2012270137A1، US2013196249A1، US2014234742A1، US2012178004A1، US2014248549A1، US2014162163A1، US9941541B2، US20150072258A1، US9548502B2 مثل.

التقرير الفني بشكل رئيسي من D المراجعة الفنية هوندا R &.

الكاتب / وقود دكتوراه خلية