氫電混合動(dòng)力客車的應(yīng)用

氫電混合動(dòng)力客車的應(yīng)用

汽車工業(yè)目前主要朝向減少環(huán)境污染的方向發(fā)展。由于電動(dòng)汽車能夠?qū)崿F(xiàn)零排放，因而得到了眾多研究人員的關(guān)注。但由于純電動(dòng)汽車受續(xù)駛里程的限制，導(dǎo)致對(duì)純電動(dòng)汽車的推廣受到很大限制，因而出現(xiàn)了各種混合動(dòng)力汽車，其中就包括采用以氫燃料電池作為增程器的混合動(dòng)力汽車。目前，巴西已經(jīng)將這種類型的混合動(dòng)力結(jié)構(gòu)應(yīng)用在市區(qū)的客車上，通過使用氫電混合動(dòng)力系統(tǒng)，真正實(shí)現(xiàn)汽車使用的零排放。

巴西推廣使用的氫電混合動(dòng)力客車，其以存儲(chǔ)電網(wǎng)電能的鋰電池作為驅(qū)動(dòng)電機(jī)的主要能量來源，將氫燃料電池化學(xué)反應(yīng)生成的電能作為驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輔助能量來源。由于客車在行駛過程中包含頻繁的啟起停和加速，因而在設(shè)計(jì)時(shí)采用能量回收裝置，對(duì)客車減速和制動(dòng)時(shí)的能量進(jìn)行回收，并將其重新用來驅(qū)動(dòng)電機(jī)。由此可以看出，氫電混合動(dòng)力客車上驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)行的能量來源共包含3種。為了最大化氫電混合動(dòng)力客車的整車效率，需要構(gòu)建相應(yīng)的車載能量管理系統(tǒng)，以協(xié)調(diào)3種能量來源的供能。構(gòu)造的車載能量管理系統(tǒng)包含2個(gè)主要裝置：能量電子控制單元和連接總線。能量電子控制單元對(duì)總線連接的所有裝置進(jìn)行控制和監(jiān)控，連接總線則與鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)（ES）、雙向充電器（BC）、輔助系統(tǒng)轉(zhuǎn)換器（ASC）、牽引電機(jī)驅(qū)動(dòng)器（TMD）、牽引電機(jī)（ETM）、氫燃料電池能量跟蹤轉(zhuǎn)換器（FCETEC）相連，并基于控制器局域網(wǎng)（CAN）實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?；谶@兩個(gè)主要裝置，結(jié)合客車實(shí)際行駛工況，制定相應(yīng)的能量管理策略，最終實(shí)現(xiàn)該客車的整車效率達(dá)到46.6%。對(duì)氫電混合動(dòng)力客車的制造和運(yùn)營(yíng)成本進(jìn)行分析的結(jié)果顯示，其成本為傳統(tǒng)柴油客車的133%，考慮對(duì)社會(huì)和環(huán)境的影響，認(rèn)為氫電混合動(dòng)力客車具有較強(qiáng)的商業(yè)應(yīng)用前景。

刊名：International Journal of Hydrogen Energy（英）

刊期：2017年第26期

作者：P.E.V.de Miranda

編譯：李臣