具有飛輪儲能系統的氫燃料電池客車仿真分析

具有飛輪儲能系統的氫燃料電池客車仿真分析

本文主要對新型城市客車進行設計，降低溫室氣體的排放，提高車輛的工作效率?？蛙囀褂糜苫旌蟿恿卧峁﹦恿Φ?個電動牽引電機，而混合動力單元是由電源轉換器將氫燃料電池與飛輪儲能系統連接。混合動力單元將氫燃料電池作為恒定電源，利用飛輪儲能系統處理車輛負荷變化，其中飛輪常用的旋轉速度范圍為6900～13500r/min，氫燃料電池的功率為8.2kW。建立數值模型用以模擬動力總成部件，并在歐洲標準循環(huán)工況下對城市客車（承載能力為15名乘員）進行仿真試驗。車輛完成整個循環(huán)需要1.607MJ的電能，而飛輪儲能系統輸出的能量為0.666MJ。

仿真結果表明，①當燃料電池的輸出功率高于車輛的牽引功率、飛輪儲能系統存儲氫燃料電池中過多的電量時，飛輪的旋轉速度增加；②當車輛的牽引功率超過氫燃料電池的輸出功率，飛輪儲能系統為車輛提供能量；③燃料電池的規(guī)模需要與飛輪儲能系統在循環(huán)起始和結束時的能量需求相對應；④飛輪儲能系統能夠高效率存儲再生制動產生的能量，即在循環(huán)過程中，飛輪儲能系統能夠回收由再生制動產生的能量，且其能量占車輛總驅動能量的36%；⑤當利用鋰離子電池代替飛輪為車輛提供能量時大概需要160kg的電池，而飛輪儲能系統的質量為45kg，即飛輪儲能系統減輕了車輛的質量。

D’Ovidio G.et al.Electric Vehicle Conference.2014.

編譯：趙喚