History of the scientific researches of the vehicles with hydrogen power units

Cover Page


Cite item

Full Text

Abstract

BACKGROUND: Fuel cells are one of the promising directions in the development of electrified transport as it is capable of providing with mileage comparable to conventional vehicles powered by internal combustion engines, with no harmful emissions into the environment during the vehicle motion. The long-lasting process of development of fuel cells was associated with the inability to realize the potential of fuel cells and the availability of more accessible and reliable energy sources at that time. The present programs and measures to support electric vehicles and fuel cells set targets for reducing emissions of harmful gases and increasing the share of electric vehicles on the roads.

AIMS: The study of the history of the development of fuel cells and their relevance to the use in vehicles.

METHODS: The calculations to determine the specific parameters were performed with solving the differential equation of the force balance of vehicle motion using the numerical Euler method.

RESULTS: The results of the scientific research are the determination of specific parameters of power units and the analysis of the history of the development of fuel cells. By comparing the specific parameters, it was revealed that the most effective are combined power units on fuel cells. When using these power units, a 2.5-fold decrease in mass was recorded compared to other types of power units.

CONCLUSIONS: The use of fuel cells helps to reduce the weight of the power units and to improve the environmental safety of the vehicle. Fuel cells have undergone several long stages of development and reached their peak of development after the beginning of active space exploration. Currently, the development of hydrogen technologies is actively continuing, programs for the development of electrified transport have been issued in many countries, including the Russian Federation.

The authors note the relevance of scientific research in this area and assume that vehicles powered by electrochemical generators will receive their further development in the coming years.

About the authors

Viktor R. Anisimov

Moscow Polytechnic University; KAMAZ Innovation Center

Author for correspondence.
Email: rabota.viktor.1999@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-1268-6604
SPIN-code: 5036-8965

Postgraduate of the Advanced Engineering School of Electric Transport (AES)

Russian Federation, 38 Bolshaya Semenovskaya street, 107023 Moscow; Moscow

Alexandr V. Klimov

Moscow Polytechnic University; KAMAZ Innovation Center

Email: Aleksandr.Klimov@kamaz.ru
ORCID iD: 0000-0002-5351-3622
SPIN-code: 7637-3104

Cand. Sci. (Tech.), Associate Professor of the Advanced Engineering School of Electric Transport (AES), Head of the Electric Vehicles Department

Russian Federation, 38 Bolshaya Semenovskaya street, 107023 Moscow; Moscow

References

  1. Motor Vehicle. Wikipedia. [internet] Accessed: 26.11.2022. Available from: https://en.wikipedia.org/wiki/Motor_vehicle
  2. Orange County Bus (OC BUS) Cycle. Emission Test Cycles. Accessed: 09.03.2023. Available from: https://dieselnet.com/ standards/cycles/ocbus.php
  3. Hoogendoorn J. Fuel Cell and Battery Hybrid System Optimization Increased Range and Endurance [dissertation] Delft; 2018.
  4. Radchenko RV, Mokrushin AS, Tyulpa VV. Hydrogen in energetics. Yekaterinburg: Izd-vo Ural. Un-ta; 2014. (In Russ.)
  5. Fuel Cell. Wikipedia [internet] Accessed: 26.11.2022. Available from: https://en.wikipedia.org/wiki/Fuel_cell
  6. Larminie J, Dicks A. Fuel Cell Systems explained. 2nd ed.Chichester: Wiley; 2003. doi: 10.1002/9781118878330
  7. Melis A, Happe T. Hydrogen Production. Green Algae as a Source of Energy. Plant Physiology. 2001;127(3):740–8. doi: 10.1104/pp.010498
  8. Stambouli AB, Traversa E. Solid oxide fuel cells (SOFCs): a review of an environmentally clean and efficient source of energy. Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2002;6(5):433–55. doi: 10.1016/s1364-0321(02)00014-x
  9. Appleby AJ. From Sir William Grove to today: fuel cells and the future. Journal of Power Sources. 1990;29(1–2):3–11. doi: 10.1016/0378-7753(90)80002-u
  10. Stone C. From curiosity to “power to change the world.” Solid State Ionics. 2002;152–153:1–13. doi: 10.1016/s0167-2738(02)00315-6
  11. Burke K. Fuel Cells for Space Science Applications. In: 1st International Energy Conversion Engineering Conference (IECEC). 2003. doi: 10.2514/6.2003-5938
  12. Mishin S. ANTEL. Zhurnal Za rulem. 2012. Accessed: 28.12.2022. (In Russ.) Available from: https://wiki.zr.ru/АНТЭЛ.
  13. Allis-Chamers Fuel Cell Tractor. The Weekend Historian. 2015. Accessed: 28.12.2022. Available at: https://theweekendhistorian. com/2015/02/28/allis-chalmers-fuel-cell-tractor
  14. Shaikhatdinov FA, Filimonova AA, Hokhonov AA, et al. Creation of an electric bus with hydrogen fuel cells in the Russian Federation. Nadezhnost’ i bezopasnost’ energetiki. 2022;15(3):190–8. (In Russ). doi: 10.24223/1999-5555-2022-15-3-190-198.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Fig. 1. Specific parameters for a traction battery and a fuel cell individually and being included to a combined power unit.

Download (63KB)

Copyright (c) 2023 Eco-Vector

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».