可實現(xiàn)零排放的氫燃料電池和能量回收技術(shù)

汽車使用產(chǎn)生的溫室氣體排放將引發(fā)溫室效應(yīng)的產(chǎn)生。各汽車制造商都在尋求實現(xiàn)汽車零排放的有效方法，而推廣電動汽車被認(rèn)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(fā)電，則只是將產(chǎn)生溫室氣體排放的過程轉(zhuǎn)移到上游，不能真正實現(xiàn)零排放。對此，近些年出現(xiàn)的氫燃料電池汽車引起了汽車開發(fā)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(shè)計的氫燃料電池客車采用4個輪轂電機(jī)獨立驅(qū)動汽車行駛，且4個輪轂電機(jī)通過混合動力系統(tǒng)驅(qū)動?；旌蟿恿ο到y(tǒng)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(zhuǎn)的能量回收系統(tǒng)。添加能量回收系統(tǒng)，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(jī)通過通信總線利用控制器進(jìn)行控制，并設(shè)定在汽車減速時轉(zhuǎn)換為發(fā)電模式。而在加速時，能量回收系統(tǒng)提供額外的功率需求。由于從混合動力系統(tǒng)傳輸?shù)捷嗇炿姍C(jī)的過程中，消除了電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的過程，因而不需要采用齒輪結(jié)構(gòu)。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(shè)計的氫燃料電池客車進(jìn)行分析。模擬的城市（參考意大利城市道路）循環(huán)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(jié)果顯示，所設(shè)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(xiàn)了零排放，每輛氫燃料電池客車每年約行駛5萬km，這將產(chǎn)生較大的環(huán)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