可實現零排放的氫燃料電池和能量回收技術

可實現零排放的氫燃料電池和能量回收技術

汽車使用產生的溫室氣體排放將引發溫室效應的產生。各汽車制造商都在尋求實現汽車零排放的有效方法，而推廣電動汽車被認為是一種有效的解決方法，若電動汽車的電能主要來源于火力發電，則只是將產生溫室氣體排放的過程轉移到上游，不能真正實現零排放。對此，近些年出現的氫燃料電池汽車引起了汽車開發人員的注意。城市客車因其行駛工況的特殊性和較大的保有量，成為汽車溫室氣體排放的主要來源之一。因而，多個城市開始采用氫燃料電池的客車。

設計的氫燃料電池客車采用4個輪轂電機獨立驅動汽車行駛，且4個輪轂電機通過混合動力系統驅動。混合動力系統包含具有恒定功率輸出的氫燃料電池和一對反向同步旋轉的能量回收系統。添加能量回收系統，主要考慮客車在行駛時存在較多的減速和制動工況。輪轂電機通過通信總線利用控制器進行控制，并設定在汽車減速時轉換為發電模式。而在加速時，能量回收系統提供額外的功率需求。由于從混合動力系統傳輸到輪轂電機的過程中，消除了電能轉化為機械能的過程，因而不需要采用齒輪結構。傳動軸和差動裝置的作用是在降低成本的同時提升效率。采用Scilab-Xcos工具軟件對設計的氫燃料電池客車進行分析。模擬的城市（參考意大利城市道路）循環工況共總長1040m，分為3段距離相等的路段：平坦路段、坡度2%的上坡路段和坡度2%的下坡路段。仿真結果顯示，所設計的氫燃料電池客車在乘坐21名乘員的情況下，其氫燃料消耗量為每名乘員0.00089kg/km，真正實現了零排放，每輛氫燃料電池客車每年約行駛5萬km，這將產生較大的環境收益。

刊名：Iet Intelligent Transport Systems（英）

刊期：2016年第10期

作者：Gino D’Ovidio

編譯：李臣