可实现零排放的氢燃料电池和能量回收技术

可实现零排放的氢燃料电池和能量回收技术

汽车使用产生的温室气体排放将引发温室效应的产生。各汽车制造商都在寻求实现汽车零排放的有效方法，而推广电动汽车被认为是一种有效的解决方法，若电动汽车的电能主要来源于火力发电，则只是将产生温室气体排放的过程转移到上游，不能真正实现零排放。对此，近些年出现的氢燃料电池汽车引起了汽车开发人员的注意。城市客车因其行驶工况的特殊性和较大的保有量，成为汽车温室气体排放的主要来源之一。因而，多个城市开始采用氢燃料电池的客车。

设计的氢燃料电池客车采用4个轮毂电机独立驱动汽车行驶，且4个轮毂电机通过混合动力系统驱动。混合动力系统包含具有恒定功率输出的氢燃料电池和一对反向同步旋转的能量回收系统。添加能量回收系统，主要考虑客车在行驶时存在较多的减速和制动工况。轮毂电机通过通信总线利用控制器进行控制，并设定在汽车减速时转换为发电模式。而在加速时，能量回收系统提供额外的功率需求。由于从混合动力系统传输到轮毂电机的过程中，消除了电能转化为机械能的过程，因而不需要采用齿轮结构。传动轴和差动装置的作用是在降低成本的同时提升效率。采用Scilab-Xcos工具软件对设计的氢燃料电池客车进行分析。模拟的城市（参考意大利城市道路）循环工况共总长1040m，分为3段距离相等的路段：平坦路段、坡度2%的上坡路段和坡度2%的下坡路段。仿真结果显示，所设计的氢燃料电池客车在乘坐21名乘员的情况下，其氢燃料消耗量为每名乘员0.00089kg/km，真正实现了零排放，每辆氢燃料电池客车每年约行驶5万km，这将产生较大的环境收益。

刊名：Iet Intelligent Transport Systems（英）

刊期：2016年第10期

作者：Gino D’Ovidio

编译：李臣