Ogniwa paliwowe i hybrydowe układy napędowe w motoryzacji

Monografia dotyczy rozwoju wybranych źródeł napędu pojazdów samochodowych, które mogą stanowić alternatywę dla standardowego, tłokowego silnika spalinowego. W pracy przedstawiono genezę powstania i zasadę działania różnego typu hybrydowych systemów napędowych oraz systemów elektrycznego napędu pojazdów wykorzystujących zasilane wodorem ogniwa paliwowe. Podkreślono rolę hybrydowych układów napędowych jako ogniwa pośredniego w rozwoju konstrukcji pojazdu w drodze do pełnej elektryfikacji systemów napędowych. W monografii dokonano wnikliwej analizy tego typu układu napędowego obejmującej zarówno opis rozwoju konstrukcji na przestrzeni ostatnich lat, jak i wyniki badań naukowych przeprowadzonych z udziałem autora opracowania. Ważnym elementem uzupełniającym pracę jest omówienie zagadnień związanych z produkcją wodoru, metodami jego oczyszczania, a także przechowywaniem na pokładzie pojazdu oraz transportem z zakładów produkcji do stacji dystrybucji. Istotną część opracowania stanowi ponadto dyskusja poświęcona bezpieczeństwu eksploatacji pojazdów wyposażonych w układy napędowe zasilane wodorem. Prezentowane w monografii treści w dużej mierze opierają się na doświadczeniu zawodowym autora, a także na wiedzy pozyskanej podczas udziału w badaniach naukowych tego typu pojazdów.

Wykaz skrótów Wstęp 1. Hybrydowe układy napędowe pojazdów 1.1. Wprowadzenie 1.2. Geneza stosowania napędu hybrydowego 1.3. Rodzaje hybrydowych układów napędowych w pojazdach 1.4. Budowa hybrydowego układu napędowego 1.5. Zasada działania szeregowo-równoległego hybrydowego układu napędowego pojazdu HEV 1.6. Inne hybrydowe układy napędowe pojazdów 2. Budowa elektrycznych układów napędowych z ogniwami paliwowymi 2.1. Wprowadzenie 2.2. Zasada działania systemu napędowego pojazdu zasilanego ogniwami paliwowymi 2.3. Rodzaje ogniw paliwowych 2.4. Budowa ogniwa paliwowego typu PEM 2.5. Eksploatacja samochodu z ogniwami paliwowymi 2.6. Droga do masowego zastosowania wodorowych ogniw paliwowych 2.7. Rozwój pojazdów napędzanych wodorowymi ogniwami paliwowymi 2.8. Pojazdy z wodorowymi ogniwami paliwowymi firmy Honda Motor Company 2.9. Pojazdy z wodorowymi ogniwami paliwowymi firmy Hyundai Motor Company 2.10. Pojazdy z wodorowymi ogniwami paliwowymi firmy Toyota Motor Corporation 2.11. Oferta rynkowa samochodów FCV 2.12. Pojazdy z napędem wodorowymi ogniwami paliwowymi pozostałych producentów 2.13. Podsumowanie 3. Analiza działania układu napędowego z ogniwami paliwowymi w warunkach eksploatacji 3.1. Wprowadzenie 3.2. Analiza pracy stosu ogniw podczas obciążenia układu 3.3. Analiza pracy układu podczas hamowania pojazdu 3.4. Podsumowanie 4. Eksploatacja pojazdu FCV w obniżonej temperaturze 4.1. Wprowadzenie 4.2. Poruszanie się pojazdu w obniżonej temperaturze otoczenia 4.3. Wyłączenie układu napędowego w obniżonej temperaturze otoczenia 4.4. Uruchamianie układu napędowego w obniżonej temperaturze otoczenia 4.5. Badania układu napędowego z ogniwami paliwowymi w komorze termoklimatycznej 4.6. Ogrzewanie kabiny pasażerskiej 5. Bezpieczeństwo eksploatacji układów napędowych zasilanych wodorem 5.1. Wprowadzenie 5.2. Właściwości fizyczne wodoru w kontekście bezpieczeństwa 5.3. Katastrofa sterowca Hindenburg – analiza przyczyn 5.4. Bezpieczeństwo użytkowania wodoru w transporcie 5.5. Eksperyment zapłonu wodoru w samochodowej instalacji zasilania 6. Produkcja wodoru na potrzeby transportu 6.1. Wprowadzenie 6.2. Magazynowanie wodoru 6.3. Produkcja wodoru 6.4. Produkcja wodoru w procesie elektrolizy 6.5. Produkcja wodoru z biomasy 6.6. Produkcja wodoru z paliw kopalnych 6.7. Produkcja wodoru z gazu ziemnego 6.8. Produkcja wodoru w procesie zgazowania węgla 6.9. Metody oczyszczania wodoru 6.10. Transport wodoru 6.11. Wodór jako paliwo w zastosowaniu w ogniwach paliwowych Podsumowanie Bibliografia