氫電混合動力客車的應用

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。但由于純電動汽車受續(xù)駛里程的限制，導致對純電動汽車的推廣受到很大限制，因而出現(xiàn)了各種混合動力汽車，其中就包括采用以氫燃料電池作為增程器的混合動力汽車。目前，巴西已經(jīng)將這種類型的混合動力結(jié)構(gòu)應用在市區(qū)的客車上，通過使用氫電混合動力系統(tǒng)，真正實現(xiàn)汽車使用的零排放。

巴西推廣使用的氫電混合動力客車，其以存儲電網(wǎng)電能的鋰電池作為驅(qū)動電機的主要能量來源，將氫燃料電池化學反應生成的電能作為驅(qū)動電機的輔助能量來源。由于客車在行駛過程中包含頻繁的啟起停和加速，因而在設計時采用能量回收裝置，對客車減速和制動時的能量進行回收，并將其重新用來驅(qū)動電機。由此可以看出，氫電混合動力客車上驅(qū)動電機運行的能量來源共包含3種。為了最大化氫電混合動力客車的整車效率，需要構(gòu)建相應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總線連接的所有裝置進行控制和監(jiān)控，連接總線則與鋰電池儲能系統(tǒng)（ES）、雙向充電器（BC）、輔助系統(tǒng)轉(zhuǎn)換器（ASC）、牽引電機驅(qū)動器（TMD）、牽引電機（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）實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?；谶@兩個主要裝置，結(jié)合客車實際行駛工況，制定相應的能量管理策略，最終實現(xiàn)該客車的整車效率達到46.6%。對氫電混合動力客車的制造和運營成本進行分析的結(jié)果顯示，其成本為傳統(tǒng)柴油客車的133%，考慮對社會和環(huán)境的影響，認為氫電混合動力客車具有較強的商業(yè)應用前景。

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