Motor de célula de combustível para serviço pesado da Ballard

A Ballard Power Systems revelou seu motor de célula de combustível de 9ª geração, o FCmove-XD, na Advanced Clean Transportation (ACT) Expo no Centro de Convenções de Las Vegas de 20 a 23 de maio.

Motor de célula de combustível FCmove-XD da Ballard. (Foto: Ballard Power Systems)

“Estamos focados em fortalecer a proposta de valor econômico para clientes de mobilidade pesada”, disse Mircea Gradu, Diretor de Engenharia da Ballard. “Com o lançamento da nossa nona geração de motores de célula de combustível – o FCmove-XD – continuamos a expandir os limites e, mais uma vez, elevamos o padrão da indústria para o desempenho de motores de célula de combustível PEM. Nosso inovador FCmove-XD oferece melhorias significativas em confiabilidade, durabilidade, eficiência, densidade de potência, escalabilidade, facilidade de manutenção e custo total de propriedade.”

A empresa afirmou que o módulo FCmove-XD oferece alta densidade de potência volumétrica para aplicações pesadas, apresentando uma densidade de potência volumétrica de 0,36 kW/L e uma densidade de potência gravimétrica de 0,48 kW/kg. O motor de célula de combustível escalável de 120 kW integra saída regulada CC/CC, permitindo que até três módulos operem como um sistema com uma única interface, capaz de fornecer uma potência combinada de 360 kW com emissão zero.

Com uma vida útil de mais de 30.000 horas de operação — ou o que a empresa disse ser mais de 1,6 milhão de quilômetros em operação de caminhão em ciclos de trabalho típicos — a Ballard disse que desenvolveu o motor FCmove-XD para oferecer durabilidade e baixo custo total de propriedade.

Habilitado por um design de “arquitetura aberta” e outros avanços, o módulo compacto de célula de combustível FCmove-XD permite diversas melhorias importantes de desempenho (em comparação com o motor da geração anterior da Ballard), incluindo:

• 120 kW de potência de saída da nossa mais recente pilha única de alto desempenho
• Redução de 33% na contagem total de peças, melhorando significativamente a confiabilidade e reduzindo custos
• Eficiência de pico ultra-alta do sistema de >60%, permitindo melhor consumo de combustível (menor custo total de propriedade) e rejeição de calor eficiente
• Ampla faixa de temperatura operacional, até 95°C
• O controlador de potência integrado incorpora um conversor DC/DC, um inversor de compressor de ar e uma unidade de distribuição de potência, juntamente com controles de software proprietários, permitindo melhor operação e eficiência do motor
• Tempos transitórios rápidos de subida e descida, com um modo de espera ativo inovador que permite um rápido aumento de potência
• Melhoria na capacidade de fabricação com redução de >50% no tempo de montagem
• Acesso mais fácil às peças para manutenção de campo mais rápida e de menor custo
• Conformidade com os códigos e padrões de segurança aplicáveis

“Os requisitos de potência e desempenho do mercado altamente segmentado de caminhões são particularmente exigentes devido aos diversos casos de uso, incluindo altas taxas de utilização de veículos e requisitos de carga útil”, afirmou Silvano Pozzi, vice-presidente de Gestão de Linha de Produtos. “Um dos recursos atraentes do nosso novo FCmove-XD é a escalabilidade baseada na modularidade. Podemos oferecer aos clientes integração eficiente de soluções de 120 kW, 240 kW e 360 kW, dependendo da classe do caminhão, do caso de uso e do ciclo de trabalho.”

A empresa disse que dois motores, totalizando 240 kW de potência, podem ser instalados no compartimento do motor de um caminhão pesado Classe 8 típico.

“Além das inovações e melhorias de design internas do FCmove-XD nos últimos três anos, desfrutamos de uma forte colaboração com nossa cadeia de suprimentos em desenvolvimento para o novo equilíbrio de projetos de componentes de plantas e engenharia não recorrente relacionada, e também fizemos investimentos importantes em determinadas ferramentas de produção”, disse Pozzi. “Coletivamente, esses fluxos de trabalho integrados e paralelos resultaram em um líder de categoria, apresentando desempenho superior em todas as principais métricas, com custos de capital e operacionais significativamente menores para clientes e usuários finais. O engajamento inicial com o cliente antes do lançamento foi muito empolgante.”

A Ballard planeja fabricar o FCmove-XD em sua fábrica no Oregon, permitindo a conformidade com o "Buy America" a partir de 2025, com a futura fabricação em alto volume prevista na Ballard Rockwall Giga 1, a Gigafábrica de 3 gigawatts da Ballard planejada para Rockwall, Texas.

As células de combustível PEM da Ballard são projetadas para ônibus, caminhões comerciais, trens, embarcações marítimas e energia estacionária.