氫電混合動力客車的應用

氫電混合動力客車的應用

汽車工業目前主要朝向減少環境污染的方向發展。由于電動汽車能夠實現零排放，因而得到了眾多研究人員的關注。但由于純電動汽車受續駛里程的限制，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，巴西已經將這種類型的混合動力結構應用在市區的客車上，通過使用氫電混合動力系統，真正實現汽車使用的零排放。

巴西推廣使用的氫電混合動力客車，其以存儲電網電能的鋰電池作為驅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，并將其重新用來驅動電機。由此可以看出，氫電混合動力客車上驅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，需要構建相應的車載能量管理系統，以協調3種能量來源的供能。構造的車載能量管理系統包含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控，連接總線則與鋰電池儲能系統（ES）、雙向充電器（BC）、輔助系統轉換器（ASC）、牽引電機驅動器（TMD）、牽引電機（ETM）、氫燃料電池能量跟蹤轉換器（FCETEC）相連，并基于控制器局域網（CAN）實現數據傳輸。基于這兩個主要裝置，結合客車實際行駛工況，制定相應的能量管理策略，最終實現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果顯示，其成本為傳統柴油客車的133%，考慮對社會和環境的影響，認為氫電混合動力客車具有較強的商業應用前景。

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