德国工程师将氢气罐集成到拖拉机车轮中以实现更大的自主性

德国工程师开发了一种在农用拖拉机中储存氢气的创新概念。该提案没有将加压罐安装在屋顶或机舱下方，而是探索了机器空心轮的内部空间。这种方法旨在解决空间和重量限制，在日常操作中实现更大的自主性，同时又不影响设备的功能。

该项目解决了农业向替代燃料过渡过程中反复出现的挑战。拖拉机的可用体积有限，每增加一公斤氢气都会影响机器的平衡和整体性能。通过重新分配车轮的存储空间，工程师可以为其他部件或工具释放车身空间，并使重量更接近重心。

• 农用拖拉机车轮结构坚固，内部容积相当大。
• 该空间可以容纳压力储存器，而不会影响承载能力。
• 集成需要技术解决方案将氢气安全转移到旋转部件中。

Fendt Helios 等原型机当前面临的存储挑战

Fendt Helios 原型是下萨克森州 H2Agrar 项目的一部分，使用五个屋顶安装的压缩氢气罐。每个储罐可储存 4.2 公斤氢气，压力高达 700 巴，每次填充总计约 21 公斤。此配置允许在现场操作五到八小时，具体取决于执行的任务。

100 kW 燃料电池将氢气转化为电能，并由 25 kWh 电池提供支持。该系统为 100 kW 电力牵引电机和辅助部件提供动力。测试表明，在各种农业活动中，其性能与类似功率的传统柴油拖拉机相当。

当前自主权的限制促使人们寻找更有效的替代方案。天花板水箱代表了现有配置中的实际最大值，但没有完全解决空间限制。

将坦克集成到车轮中作为技术解决方案

将轮子改造成坦克的想法利用了目前仅具有机械和运动功能的结构。工程师正在评估设计具有内部储液器的车轮的可能性，该车轮能够在旋转和持续应力下保持完整性。这种配置需要先进的压力管理和安全加油系统。

H2Agrar 项目的合作伙伴，包括布伦瑞克工业大学等机构，分析了不同的储罐选项和尺寸。即使在高压下，单位体积氢气的能量密度仍然低于柴油，因此必须优化机器中的每一厘米。

劳士领工程塑料 (Röchling Engineering Plastics) 等公司贡献了高压容器碳纤维增强材料方面的专业知识。轮式方法代表了为克服当前原型中观察到的局限性而探索的方向。

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H2Agrar项目结构和绿色制氢

H2Agrar 项目于 2021 年 2 月启动，下萨克森州提供了约 760 万欧元的资金。该倡议以综合方式展示了埃姆斯兰地区农业应用中氢的生产、储存和使用。两架 Fendt Helios 原型机在官方三年期结束后仍在当地农场运行。

氢气由拥有 16 台涡轮机的社区风电场产生。现场有两台 1 MW 电解槽，每天可生产高达 900 公斤的氢气。这种燃料被注入当地天然气网络，并供应一个能够在 350 和 700 bar 压力下输送氢气的特定站，总存储容量为 480 公斤。

现有原型的进步和现场测试

Fendt Helios 拖拉机于 2024 年在收割作业中进行了测试，生成高负载下的真实消耗数据。此信息指导新存储配置的开发。集成轮子的概念似乎是一种替代方案，可以将实际自主性扩展到屋顶上的水箱目前所允许的范围之外。

根据联邦数据，农业机械排放量约占德国农业总排放量的 8.5%。继续测试氢原型是芬特清洁能源战略的一部分，该战略评估可持续解决方案以及电池电动选项和使用可再生燃料的柴油发动机。

技术细节和工程考虑

任何转轮存储系统都需要解决振动和运动下的连续氢传输和压力维持等问题。工程师研究材料和设计，以保持安全性和耐用性，而不给车辆增加过多的复杂性。

该提案仍处于概念阶段，尚未确认功能原型的构建。研究人员继续评估在拖拉机和土木建筑设备中应用的技术可行性。